Améliorations et développement de code de calcul de structure électronique de type semi-empirique : applications aux surfaces d'oxyde et aux systèmes de grandes tailles

par Anthony Dyan

Thèse de doctorat en Physique du solide

Sous la direction de Pierre Cenedese et de Pierre Dubot.

Soutenue en 2005

à Paris 12 .


  • Résumé

    Un code de calcul de structure électronique périodique basé sur une méthode semi-empirique est développé et appliqué à l'étude des surfaces de l'alumine γ pour comprendre et caractériser l'acido-basicité de ces surfaces. Des calculs, basés sur l'adsorption d'entité OH- et H+ sur les faces idéales et minimisées en géométrie, conduisent à revoir l'assignement des fréquences vibrationnelles. L'orientation des entités OH doit être considérée, et une forte corrélation entre fréquence vibrationnelle et densité électronique locale est mise en évidence. La possibilité d'étudier des systèmes de grandes tailles conduit après minimisation en géométrie à une forte restructuration des surfaces qui se traduit par une amorphisation et par l'apparition d'atome de faible coordinance. Des entités O2δ- superoxyde apparaissent sur les plans anioniques afin de diminuer la charge de surface. Une méthode originale de résolution du problème auto-cohérent basée sur des produits matriciels est développée.

  • Titre traduit

    Improvements and developpements of semi-empirical electronic structure calculations : applications to oxyde surfaces and large systems


  • Résumé

    A quantum periodic structure based on semi-empirical method is implemented and applies to the study of γ-alumina surface in order to improve our knowledge of the acid-base properties of this surface. Calculations, based on the adsorption of OH- and H+ on ideal or optimized surfaces, propose a reassignment of the vibrational stretching frequencies. The orientation of the OH groups must be considered, and a strong correlation between vibrational stretching frequencies and local electronic structure is underlined. The possiblity to perform studies on large systems show after geometry optimization, an amorphisation of the surface, and the appearance of small coordinate atoms. O2δ- groups appear on anionic surface to decrease the charge surface. Finally an original method based on matrix products is developed to treat the self-consistent field problem.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (209 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : 114 réf

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