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DARI 2012

SIMDFT : Simulation des propriétés optoélectroniques de matériaux semi-conducteurs hybrides pérovskites-organiques par la méthode de la fonctionnelle de la densité

janvier 2012 – décembre 2013

SIMDFT : Simulation des propriétés optoélectroniques de matériaux semi-conducteurs hybrides pérovskites-organiques par la méthode de la fonctionnelle de la densité

Calcul numérique intensif de très haute performance dédié au projet ANR-blanc PEROCAI, démarré en novembre 2010.

Contexte

Les logiciels de chimie quantique tels que : ABINIT, VASP, BIGDFT, S QANTUM ESPRESSO, et SIESTA sont principalement utilisés au sein du laboratoire FOTON pour analyser les propriétés structurales (paramètres de maille, constantes élastiques, constantes piezoélectriques linéaires et non-linéaires, relaxations locales dans les alliages), pour les propriétés électroniques (dispersions, corrections GW, alignements de bandes dans les hétérostructures, écarts à la loi de Vegard dans les alliages), et aussi pour les propriétés vibrationnelles (phonons, spectre infrarouge, spectre Raman). Ces logiciels requièrent beaucoup de temps de calcul ainsi que de l’espace mémoire et sont pleinement performants sur des architectures parallèles multi-processeurs poussées que l’on trouve dans les grands centres de calculs français : CINES, CCRT ,et IDRIS.

Objectifs

L’objectif est d’affiner les structures hybrides complètes grâce aux nouvelles fonctionnelles capables de mieux prendre en compte les effets d’interaction à courte distance comme les interactions de Van der Waals. Nos premiers tests sur nos stations locales montrent qu’il est nécessaire de faire appel à des moyens de calcul de type « clustering » via les centres nationaux à cause de l’alourdissement des calculs (temps de calculs x10). Nous voudrions utiliser le code BIGDFT sur les cartes GPU du TGCC/CCRT pour le projet PEROCAI mais aussi pour connaître les possibilités d’une telle technologie. Nos tests initiaux sur les stations locales montrent l’intérêt d’un tel code qui couplé aux mêmes fonctionnelles et pseudopotentiels qu’ABINIT, permet par le développement de fonctions d’onde sur des bases d’ondelettes, d’étudier des systèmes de très grande taille. Des résultats préliminaires ont été obtenus expérimentalement dans le cadre de l’ANR PEROCAI sur les effets d‘alliages (mélange de pérovskites différentes) ou sur les défauts générés par les méthodes de dépôts.

Résultats majeurs


- Phys. Rev. B 86(20) 20530 (2012) [hal-00753888]
- J. Phys. Chem. Lett. 4(7) 2999-3005 (2013) [hal-00920110]

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Retombées

Dépôt de projets DARI annuel depuis 2013.

Partenaires

LPQMISCR\CTI
(groupe(s) Foton impliqué(s) :Simulation)

Coordinateur

Foton (Jacky EVEN)

Financements

Dans le cadre de l’appel à projet DARI 2012, le laboratoire a obtenu 200 000 heures de calculs sur les différents centres.