LAboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman – UMR 8516
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Soutenance de thèse de Sergueï Sukhomlinov

Développement de modèle de potentiels effectifs d'interactions interatomiques pour la modélisation d'oxydes

Le modèle de potentiels effectifs d’interactions interatomiques (champ de forces) pour la modélisation d’oxydes a été développé avec l’utilisation de calculs ab initio basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité. Le champ de forces décrit l’énergie potentielle totale du système par la somme de l’énergie électrostatique, celle de dispersion, et l’énergie d’interactions à courte portée.

L’énergie électrostatique a été décrite par le modèle d’équilibration des tranferts de charge (SQE) basé sur l’approche d’égalisation du potentiel chimique (CPE). Le calcul de coefficients de dispersion, qui déterminent les interactions de dispersion, a été réalisé avec l’utilisation de fonctions Wannier maximalement localisées (MLWF). Dans les oxydes la position des centres des MLWF près d’atomes permet de calculer les coefficients de dispersion pour chaque atome. Les calculs de ces coefficients ont montré que leur valeur dépend du nombre d’atomes et du rayon de la première sphère de coordination. Le développement de potentiels d’interactions à courte portée a été réalisé avec l’utilisation de la méthode « force-matching », ce qui a permis de choisir la forme analytique des potentiels. Les paramètres des composants du champ de force ont été obtenus sur la base de calculs de chimie quantique de systèmes isolés et périodiques de structures de silicates. Les paramètres du modèle SQE on été calibrés en utilisant le potentiel électrostatique comme la grandeur de référence.

Le champ de forces complet a été testé par simulation de polymorphes cristallins de la silice par la méthode de la dynamique moléculaire. Les résultats des calculs ont permis de choisir le meilleur modèle. Le champ de forces sélectionné reproduit bien les caractéristiques structurelles et dynamiques de solides. Des voies visant l’amélioration de la performance du champ de forces sont proposées.

La soutenance aura lieu le 18.12.2012 à 10h30
Université Lille 1, Amphithéâtre CERLA
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