Nouveaux Outils pour la Simulation des Solides et des Interfaces

New platform for parallel, hybrid quantum/classical simulations


ANR-CIS  2007
Bleu Maya
Ce projet propose de développer, dans un cadre pluridisciplinaire regroupant des physiciens, des chimistes, des informaticiens et des mathématiciens, un outil original de simulation à haute performance numérique de matériaux à propriétés spécifiques, basé sur la conception d’un nouveau logiciel parallèle, couplant les approches quantique/classique. Tout en s’appuyant sur les fonctionnalités et performances établies de deux grands codes européens : SIESTA pour la partie quantique et DL_POLY pour la description classique, cette nouvelle plateforme de calcul a pour vocation de mettre en œuvre de nouvelles techniques de calcul des états excités des matériaux et une interface d’utilisateurs graphique permettant le pilotage, la visualisation et l’analyse de ces calculs parallèles complexes, en cours d’exécution.
Ce logiciel introduit une mise en oeuvre novatrice et rapide de la méthode TDDFT (théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps) permettant un calcul performant des états excités au niveau moléculaire, et la couple avec des méthodes de calcul de dynamique moléculaire particulièrement adaptées pour reproduire les propriétés des solides et des interfaces.
Il sera capable de simuler les spectres électroniques d’états excités localisés dans les solides et aux interfaces. Parmi les applications, on peut citer les matériaux hybrides organique-inorganique novateurs dans des domaines du développement durable : matériaux photovoltaïques, capteurs biologiques ou environnementaux, dépollution photocatalytique des atmosphères intérieures, ou encore des pigments stables et non toxiques.

Ce projet se décline en trois axes de recherche :
Partie A : Mise en œuvre du couplage QM/MM : calcul de spectres optiques d’états localisés dans les solides et aux interfaces- application aux matériaux hybrides Partenaires : IPREM-ECP, CPMOH, LaBRI, SPM-CE Collaborations : Centro Mixto CSIC-UPV/EHU and Donostia International Physics Center (DIPC) (San Sebastian), CCLRC Daresbury Laboratory (Warrington)
Partie B : paramétrisation de champs de force empiriques adaptés aux simulations en dynamique moléculaire classique des interfaces inorganiques : calculs ab initio périodiques bidimentionnels et évaluation des erreurs systématiques Partenaires: IPREM-ECP, CPMOH Collaborations : Centro Mixto CSIC-UPV/EHU and Donostia International Physics Center (DIPC)
Partie C : Pilotage et visualisation des deux codes parallèles qui sont couplés. Partenaires: IPREM-ECP, LaBRI, CPMOH Collaborations : CCLRC Daresbury Laboratory (Warrington)
Project text in PDF.

Contact: isabelle.baraille@univ-pau.fr