Simulations Numériques Multi-échelles

Objectifs scientifiques

  • Interprétation microscopique des observations expérimentales
  • Caractérisation « in-silico » des matériaux
  • Prédiction (numérique) des propriétés des matériaux

Les membres

Irena DEROCHE
Maître de Conférences
Co-animatrice
CV

Marie-Christine HANF
Maître de Conférences
CV

Louise STAUFFER
Professeur émérite
CV

Philippe SONNET
Professeur
Co-animateur
CV

Regis STEPHAN
Maître de Conférences
CV

Thèmes de recherche

Cristaux 2D (silicène, germanène…) : structure électronique et leur fonctionnalisation

R. Stephan, M.-C. Hanf, Ph. Sonnet*

*Contact : philippe.sonnet@uha.fr

Nous étudions les propriétés structurales et électroniques du silicène et du germanène supportés, et plus particulièrement leur interface avec un substrat. L’objectif est de découpler électroniquement le cristal 2D de son support, afin d’atteindre ses propriétés intrinsèques. Nous avons également réalisé les premières études de la chimisorption (cycloaddition) de molécules organiques de différentes tailles sur du silicène supporté.

Publications :

R. Stephan, M.-C. Hanf, P. Sonnet J. Phys Cond. Mat., 27, 015002 (2015) DOI :10.1088/0953-8984/27/1/015002
M. Derivaz, D. Dentel, R. Stephan, M.-C. Hanf, A. Mehdaoui, P. Sonnet, C. Pirri Nano Lett., 15(4), 2510-2516 (2015) DOI :10.1021/acs.nanolett.5b00085
R. Stephan, M.-C. Hanf, Ph. Sonnet Phys. Chem. Chem. Phys.  17, 14495 (2015) DOI :10.1039/C5CP00613A
R. Stephan, M.-C. Hanf, P. Sonnet J. Chem. Phys., 143, 154706 (2015) DOI :10.1063/1.4933369
R. Stephan, M.C. Hanf, M. Derivaz, D. Dentel, M.C. Asensio, J. Avila, A. Mehdaoui, P. Sonnet, C. Pirri J. Phys. Chem. C 120 (3), 1580-1585 (2016) DOI :10.1021/acs.jpcc.5b10307
A. Marjaoui, R. Stephan, M.C. Hanf, M. Diani, P. Sonnet Phys. Chem. Chem. Phys., 18 , 15667-15672 (2016) DOI :10.1039/C6CP01906D
A. Marjaoui, R. Stephan, M.C. Hanf, M. Diani, P. Sonnet J. Chem. Phys., 147, 044705 (2017) DOI :10.1063/1.4995438
R. Stephan, M. Derivaz, M.C. Hanf, D. Dentel, N. Massara, A. Mehdaoui, Ph. Sonnet, C. Pirri J. Phys. Chem. Lett. , 8 (18), 4587-4593 (2017) DOI :10.1021/acs.jpclett.7b02137

Molécules sur surface à base de silicium : de l’interaction d’une molécule isolée à l’organisation d’un tapis moléculaire

M.-C. Hanf, R.Stephan, Ph. Sonnet*

*Contact : philippe.sonnet@uha.fr

 

Nous nous intéressons dans cette thématique à l’interaction d’une molécule unique avec un substrat à base de silicium mais également à la formation de couche moléculaire 2D auto-organisée. Dans le but de réaliser des réseaux supramoléculaires 3D, nous avons montré par des calculs quantiques que les molécules de C60 peuvent être utilisées pour faire le lien entre deux couches moléculaires auto-organisées.

Publications :

K. Boukari, E. Duverger, R. Stephan, M.-C. Hanf, Ph. Sonnet Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 14722 (2014) DOI :10.1039/C4CP01677G
K. Boukari, E. Duverger, M.-C. Hanf, R. Stephan, P. Sonnet Chem. Phys. Lett, 615, 117-123 (2014) DOI :10.1016/j.cplett.2014.10.005

H. Labidi, Ph. Sonnet, D. Riedel, J. Phys. Chem C 117, 13663 (2013) DOI :10.1021/jp4025014

D. Riedel, ML Bocquet, H. Lesnard, M. Lastapis, N.Lorente, Ph. Sonnet and G. Dujardin J. Am. Chem. Soc 131, 7344-7352 (2009) DOI :10.1021/ja8101133

D. Riedel, M. Cranney, M. Martin, R. Guillory, G. Dujardin, M. Dubois et Ph. Sonnet J. Am. Chem. Soc 131, 5414-5423 (2009)  DOI10.1021/ja807498v

Molécules sur graphène et flocons de graphène pour la vectorisation : propriétés électroniques et optiques

L. Stauffer, Ph. Sonnet*

*Contact : philippe.sonnet@uha.fr

Des simulations d’un flocon de graphène comme nanovecteur de molécule à caractère photothérapeutique ont été effectuées. Ainsi, des calculs quantiques et classiques nous ont permis de montrer qu’une molécule photosensible associée à un flocon de graphène reste localisée près des membranes cellulaires sur une durée plus longue qu’une molécule isolée.

Publications :

E. Duverger, F. Picaud, L. Stauffer, Ph. Sonnet Accepted in ACS Appl. Mater. Interfaces (2017)
DOI : 10.1021/acsami.7b09054

Matériaux microporeux (zéolithes, répliques carbonées, MOFs) : étude de leur stabilité et modélisation de leur propriétés d’adsorption

I.Déroche*, R.Stephan, M.-C.Hanf, Ph.Sonnet

* Contact : irena.deroche@uha.fr

Dans cette thématique, nous étudions la stabilité de nouveaux matériaux microporeux ainsi que la modélisation de certaines propriétés comme l’adsorption de molécules mais également leur diffusion dans ces matériaux. Ainsi nous avons mis en évidence l’influence des cations Na+, compensateurs de charge, sur les propriétés d’adsorption des aromatiques polychlorés dans les zéolithes de type faujasite par des simulations moléculaires quantique et classique, combinées judicieusement.

Reprinted from Microporous and Mesoporous Materials, Volume 251, J.Randrianandraina, I.Deroche, R.Stephan, M.-C.Hanf, Ph.Sonnet, Bis-chlorinated aromatics adsorption in Faujasites investigated by molecular simulation-influence of Na+ cation Pages 1387-1811 Copyright (2017) with permission from Elsevier. DOI : 10.1016/j.micromeso.2017.05.046

Publications :

J. Randrianandraina, I. Deroche, R. Stephan, M.-C. Hanf and Ph. Sonnet Microporous and Mesoporous Materials , 251, 83-93 (2017) DOI : 10.1016/j.micromeso.2017.05.046

Liste des équipements spécifiques

Nous disposons à l’Institut d’un cluster de calcul (50 nœuds). La plupart des calculs sont effectués au Mésocentre Régional (Centre de Calcul de Haute Performance de Strasbourg) et dans des Centres Nationaux (Institut du Développement et des Ressources en Informatique Scientifique).

Principales collaborations

Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (France)

Institut FEMTO-ST (Montbéliard, France)

Laboratoire de Nanomédecine, Imagerie et Thérapeutiques (Besançon, France)

Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Marseille, France)

CEMES (Toulouse, France)

Laboratoire des matériaux et valorisation des ressources  de l’Université Abdelmalek ESSAADI (Tanger-Maroc)