Post-Doctorat - Corrélations Électroniques Couplage Spin-Orbite et Magnétisme dans Puo H/F CEA

L'objectif du projet est d'établir une comparaison systématique entre l'approche DFT+U actuellement utilisée au laboratoire et une description plus complète intégrant simultanément les corrélations électroniques (+U), le couplage spin-orbite (+SOC) et le magnétisme non colinéaire (+NC). L'étude sera menée avec le code ABINIT, qui permet de réaliser des simulations dans le cadre DFT+U+SOC+NC.
Une première étape sera consacrée au PuO? volumique. Les différentes descriptions électroniques et magnétiques seront comparées afin de quantifier l'influence respective de +U, +SOC et +NC sur les propriétés structurales, énergétiques et électroniques du matériau. Cette étape permettra également d'établir un protocole de calcul robuste avant son application à des systèmes de plus grande taille.

La méthodologie sera ensuite appliquée à des défauts ponctuels, en particulier aux défauts liés à la stoechiométrie en oxygène, puis aux principales surfaces de PuO?. L'objectif sera de déterminer dans quelle mesure l'introduction du couplage spin-orbite et du magnétisme non colinéaire modifie les énergies relatives obtenues avec l'approche DFT+U utilisée actuellement : énergies de formation des défauts, stabilité relative des terminaisons de surface et propriétés électroniques locales.

En complément, des fonctionnelles hybrides pourront être utilisées sur des systèmes de référence afin de disposer d'un niveau supplémentaire de comparaison pour la description de la structure électronique. L'objectif final sera d'établir une hiérarchie quantitative des différents niveaux de théorie et de proposer une stratégie de calcul adaptée aux études futures du PuO?, en conciliant précision physique et coût numérique.

Références :
- G. Jomard, F. Bottin, Physical Review B 84, 195469 (2011).
- J. T. Pegg, A. E. Shields, M. T. Storr, D. O. Scanlon, N. H. de Leeuw, Journal of Physical Chemistry C 123, 356 (2019).
- M. J. Verstraete et al., Journal of Chemical Physics 163, 164126 (2025).

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