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L_Sim : « Laboratoire de simulation atomistique »
Description :
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L'objectif du laboratoire de théorie et de simulation est de simuler pour comprendre et prédire la structure et les propriétés des nanostructures. Les propriétés de ces matériaux sont pilotées par leur structure au niveau atomique, échelle naturelle des méthodes numériques mises en œuvre et développées au laboratoire en combinant physique et algorithmique. |
Nous apportons notre expertise pour la détermination des structures et des propriétés des nano-objets à base de semi-conducteurs, métaux ou isolants. En étroite collaboration avec des expérimentateurs, nous confrontons nos prédictions de nouvelles propriétés magnétiques ou de transport sur des systèmes réalistes. |
Thèmes de recherche :
Diffusion dans Si et SiGe
Les phénomènes de diffusion dans les nano-dispositifs sont étudiés à l'echelle atomique : i) Le calcul ab initio permet l'identification des différents mécanismes interstitiels ou lacunaires ii) L'utilisation de ces informations dans un code de Monte Carlo nous permet alors d'étudier la diffusion à longue distance.
Propriétés électroniques des nanostructures
L'objectif est de modéliser les propriétés électroniques, optiques et de transport de nanostructures de semiconducteurs (fils, boîtes quantiques, ...) ou de carbone (graphène, tubes, ....). L'essentiel de ces travaux sont réalisés avec un code de liaisons fortes développé au laboratoire, TB_Sim.
Méthodes multi-échelles pour les nanostructures
De nouvelles méthodes de simulations atomistiques sont développées basées sur les ondelettes, les méthodes d'ordre N et le couplage d'échelle (ab initio / Monte Carlo, logiciel : BigDFT).
Nano-exploration
La microscopie électronique et les méthodes de diffraction donnent des résultats précieux sur la structure des nano-objets. Souvent cependant, il faut les compléter par des études de modélisation. Une importante synergie existe entre ces techniques expérimentales et nos simulations atomistiques.
Nano-magnétisme
Nous modélisons des systèmes magnétiques dont la description nécessite la prise en compte de la structure atomique via des spins d'Heisenberg. Une méthode multi-échelle a été développée dans le laboratoire pour traiter efficacement les zones où l'aimantation varie faiblement, tout en conservant la description atomique là où c'est nécessaire (Mi_Magnet).
