HALBERT Loïc : Théorie de la réponse (MR)CC-in-DFT embedding avec potentiels précis pour la modélisation de molécules contenant des éléments lourds

Résumé de thèse : Les éléments lourds (ceux situés vers le bas de la classification périodique), sont au coeur de nos sociétés modernes dû à leur importance dans des matériaux de pointe dans des domaines divers (aimants très puissants, combustibles nucléaires, catalyseurs etc). Ainsi, une connaissance très pointue sur leur physique et chimie de ses éléments revêt d’une importance stratégique pour la société européenne en général et la Française en particulier. Pour arriver à une telle connaissance, il est nécessaire de comprendre comment les électrons et noyaux atomique appartenant à la substance contenant le(s) élément(s) lourd(s) interagissent entre eux (leur structure électronique) et avec leur environnement. Cela peut être fait de façon expérimentale, théorique ou, de préférence, par une combinaison des deux.

L’objectif de cette thèse est de développer l’approche théorique « Frozen Density Embedding » (FDE) dites d’«embedding» [1], basée sur le traitement par la mécanique quantique des électrons, dans le but de permettre le calcul de propriétés moléculaires (électriques, magnétiques) avec des méthodes très précis tels que (multireference) coupled-cluster [2] tout en permettant la prise en compte des effets de l’environnement (en solution ou dans des solides) sur ces propriétés pour des systèmes contenant des éléments lourds. Une attention particulière sera portée au développement d’approches permettant la construction de potentiels d’embedding capables de décrire des interactions fortes (telles que des liaisons covalentes) entre les systèmes d’intérêt et l’environnement [3].  

[1] ASP Gomes, CR Jacob, Annual Reports Section "C" (Physical Chemistry) 108, 222, 2012 ; S Höfener, ASP Gomes, L Visscher, Journal of Chemical Physics, 139, 104106, 2013; M Olejniczak, R Bast, ASP Gomes, arXiv:1610.04280
[2] DI Lyakh, M Musiał, VF Lotrich, RJ Bartlett Chemical Reviews, 112, 182, 2012; A Shee, L Visscher, T Saue Journal of Chemical Physics, 145, 184107, 2016; A Shee, T Saue, L Visscher, ASP Gomes, in preparation
[3] S Fux, CR Jacob, J Neugebauer, L Visscher, M Reiher, Journal of Chemical Physics, 132, 164101, 2010

Directeur(s) de thèse : André SEVERO PEREIRA GOMES