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projet Rennes Métropole

PONANO : Propriétés Optiques des NANOomatériaux

janvier 2011 – décembre 2013

PONANO : Propriétés Optiques des NANOomatériaux

Première description des fonctions d’onde locales dans la théorie des liaisons fortes et calcul des corrélations coulombiennes pour les nanostructures.

Contexte

L’interpolation des bandes d’énergie est un problème bien connu en théorie de l’état solide. Beaucoup moins est le problème de l’interpolation des fonctions d’onde. Cependant, cet aspect est également important puisque les éléments de matrice des différents opérateurs constituent les ingrédients de base pour l’évaluation de pratiquement toutes les observables physiques. La question se pose particulièrement pour les approches semi-empiriques (k.p, liaisons fortes, et pseudopotentiels) qui sont largement utilisés dans le calcul des propriétés physiques des matériaux nanostructurés. Dans la méthode des liaisons fortes (Slater et Koster, 1954), les fonctions d’onde mono-électroniques sont développées sur une base d’orbitales dont la forme spatiale n’est pas prise en compte dans la représentation de l’Hamiltonien.

Objectifs

Il devient nécessaire de relever le défi de la représentation des fonctions d’onde microscopiques dans l’espace réel pour modéliser de façon rigoureuse les effets de corrélations, par exemple, les propriétés électroniques fines telles que l’interaction d’échange électron-trou qui gouvernent la phénoménologie observée dans la physique des boîtes quantiques. Les principales étapes de ce travail concernent dans un premier temps la construction des fonctions de base compatibles avec le formalisme théorique en termes d’orthogonalité et de complétude. L’objectif sera donc d’augmenter très significativement le pouvoir explicatif et prédictif de la méthode des liaisons fortes à partir du développement d’un premier schéma d’interpolation des fonctions d’ondes monoélectroniques pour l’ensemble des matériaux cristallins (semiconducteurs / metaux / oxydes)

Résultats majeurs


- Phys. Rev. B 89(3) 035307 (2014) [hal-00942566]
- Thèse Ramzi BENCHAMEKH (LPN)

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

LPN
(groupe(s) Foton impliqué(s) : Simulation)

Coordinateur

Foton (Jean-Marc JANCU)

Financements

Bourse d’allocation scientifique de Rennes Métropole : 75 000 euros.