Séminaire Carlo MASSOBRIO
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg
Université de Strasbourg
Jeudi 28 Juin à 11h
Salle de Conférences
Vers une meilleure compréhension de la structure des matériaux par la dynamique moléculaire ab-initio
Cet exposé est consacré à la description des outils méthodologiques et d’un ensemble de résultats obtenus en utilisant la méthode de la dynamique moléculaire ab-initio. Notre objectif est de décrire à l’échelle atomique les propriétés des matériaux et, plus spécifiquement dans le cas traité, la structure des réseaux désordonnés vitreux et liquides [1-6]. L’application de la théorie de la fonctionnelle de la densité nécessite le traitement adéquat du lien entre la structure et les propriétés électroniques, de manière à pouvoir suivre l’évolution des propriétés en fonction de la température. Dans le domaine de la matière désordonné (et plus particulièrement des systèmes chalcogénures), la plupart de nos travaux ont été consacrés à l’étude de l’ordre à moyenne portée, au désordre chimique et à l’identification des motifs structuraux sous-jacents la topologie du réseau. Nous avons aussi consacré une attention particulière aux détails de la description théorique, en cherchant à optimiser le choix de la fonctionelle échange-corrélations. Nous employons aussi une technique de localisation de la densité électronique qui permet de mieux décrire la nature de la liaison chimique. Tout récemment, nous nous sommes aussi intéressés aux matériaux ternaires et aux effets de la pression sur la structure des réseaux désordonnées.
Mots clés: dynamique moléculaire, fonctionnelle de la densité, structure des réseaux désordonnés.
1)Thermal conductivity of glassy GeTe4 by first-principles molecular dynamics, A. Bouzid, H. Zaoui, P.L. Palla, G. Ori, M. Boero, C. Massobrio, F. Cleri, E. Lampin, Physical Chemistry Chemical Physics 19, 9729 (2017).
2) Origin of structural analogies and differences between the atomic structures of GeSe4 and GeS4 glasses: a first-principles study, A. Bouzid, S. Le Roux, G. Ori, M. Boero, C. Massobrio, J. Chem. Phys. 143, 034504 (2015)
3) First-principles study of amorphous Ga4Sb6Te3 phase-change alloys, A. Bouzid, S. Gabardi, C. Massobrio, M. Boero, M. Bernasconi, Phys. Rev. B 91, 184201 (2015)
4) Density-driven defect-mediated network collapse of GeSe2 glass, K. Wezka, A. Bouzid, K.J. Pizzey, P.S. Salmon, A. Zeidler, S. Klotz, H.E. Fischer, C.L. Bull, M.G. Tucker, M. Boero, S. Le Roux, C. Tugène, C. Massobrio Phys. Rev. B 90, 054206 (2014)
5) Surface of glassy GeS2: a model based on a first-principles approach G. Ori, C. Massobrio, A. Bouzid, M. Boero, B. Coasne,
Phys. Rev. B 90, 045423 (2014)
6) First principles molecular dynamics study of glassy GeS2: atomic structure and bonding properties M. Celino, S. Le Roux, G. Ori, B. Coasne, A. Bouzid, M. Boero, C. Massobrio, Phys. Rev. B 88, 174201 (2013)
Understanding the structure of materials through first-principles molecular dynamics
The talk will be devoted to a description of methodological tools and results obtained therewith when employing first-principles molecular dynamics to model topological properties of materials, with a particular emphasis given to applications to disordered structures as liquid and glasses [1-6]. A special focus will be devoted to the correlation between structural and electronic features that is inherent in the application of density functional theory related methods to the optimization and evolution with temperature of disordered systems. Most of our research efforts have highlighted chalcogenide systems and issues related to intermediate range order, chemical disorder, identification of structural motifs and establishment of robust predictive power for underlying theoretical scheme (appropriate use of exchange-correlation functionals). We employ the Wannier center analysis to assess changes in the iono-covalent properties of these materials. Quite recently, we have extended our studies to the atomic-scale understanding of ternary phase-change materials, by providing a precise description of topologies not accessible to experimental measurements. We have also considered pressure effects as a way to inducing structural transformations.
Keywords: glassy structures, molecular dynamics, density functional theory.
1)Thermal conductivity of glassy GeTe4 by first-principles molecular dynamics, A. Bouzid, H. Zaoui, P.L. Palla, G. Ori, M. Boero, C. Massobrio, F. Cleri, E. Lampin, Physical Chemistry Chemical Physics 19, 9729 (2017).
2) Origin of structural analogies and differences between the atomic structures of GeSe4 and GeS4 glasses: a first-principles study, A. Bouzid, S. Le Roux, G. Ori, M. Boero, C. Massobrio, J. Chem. Phys. 143, 034504 (2015)
3) First-principles study of amorphous Ga4Sb6Te3 phase-change alloys, A. Bouzid, S. Gabardi, C. Massobrio, M. Boero, M. Bernasconi, Phys. Rev. B 91, 184201 (2015)
4) Density-driven defect-mediated network collapse of GeSe2 glass, K. Wezka, A. Bouzid, K.J. Pizzey, P.S. Salmon, A. Zeidler, S. Klotz, H.E. Fischer, C.L. Bull, M.G. Tucker, M. Boero, S. Le Roux, C. Tugène, C. Massobrio Phys. Rev. B 90, 054206 (2014)
5) Surface of glassy GeS2: a model based on a first-principles approach G. Ori, C. Massobrio, A. Bouzid, M. Boero, B. Coasne,
Phys. Rev. B 90, 045423 (2014)
6) First principles molecular dynamics study of glassy GeS2: atomic structure and bonding properties M. Celino, S. Le Roux, G. Ori, B. Coasne, A. Bouzid, M. Boero, C. Massobrio, Phys. Rev. B 88, 174201 (2013)
