Simulation ab inito pour la spectroscopie des rayons X

Publié le : 14 mars 2021

Le contexte:

La spectroscopie de photoémission (PES) est la technique expérimentale la plus puissante pour accéder directement à la structure électronique de la matière. La spectrométrie photoélectronique X (XPS) est une technique couramment utilisée pour caractériser la composition chimique des matériaux en détectant les niveaux d’énergie des électrons de cœur. Des mesures XPS récentes réalisées au CEA-Leti sur des alliages dopés montrent que les niveaux de cœur sont systématiquement décalés avec la concentration de dopants et les rapports de concentrations des alliages. Cette observation suggère que les mesures XPS peuvent donner plus d’informations sur la structure atomique locale outre la composition chimique. Les spectres XPS peuvent être simulés directement par des méthodes ab initio, ce qui permet de corréler les décalages au niveau du cœur et la structure locale.

Objectifs et tâches:

Cette thèse de doctorat est consacrée à l’exploration de l’origine physique du décalage des niveaux d’énergie des électrons de cœur en utilisant des méthodes ab initio avec différents niveaux de théorie, telles que la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), les théories de perturbation à N-corps (GW) et les approches de chimie quantique (cluster-couplé, configuration-interaction, etc.). Le deuxième objectif est de développer une méthode efficace et fiable pour simuler les spectres XPS, pour interagir avec des expérimentateurs en interne au CEA-Leti.

· Effectuer des calculs ab initio.

· Etudier et identifier l’origine physique du décalage des niveaux d’énergie des électrons de cœur.

· Proposer et développer une méthode efficace pour simuler les spectres XPS.

· Appliquer la méthode développée aux problèmes, systèmes et expériences menés au CEA-Leti dans le cadre d’une collaboration avec des expérimentateurs.

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