PhD: AIMD / DFT-MD pour la simulation de l'électrochimie aux interfaces aqueuses et le couplage aux spectroscopies en conditions opérando
Université Paris-Saclay
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Directeur de thèse: Professeur Marie-Pierre GAIGEOT
Contacts: mgaigeot@univ-evry.fr , Voir aussi http://mpgaigeot-research.fr/
Groupe de recherche `` Théorie & Modélisation '' Laboratoire LAMBE UMR 8587, Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement, Université d'Evry val d'Essonne, Blvd F.Mitterrand, Bat Maupertuis, 91025 EVRY & Université Paris-Saclay - France
Le travail de thèse consistera à appliquer des simulations de dynamique moléculaire ab initio AIMD / DFT-MD pour simuler des interfaces aqueuses électrochimiques afin d'extraire les propriétés spectroscopiques structurelles, dynamiques et vibrationnelles des interfaces métal / eau liquide en conditions opératoires. Les conditions électrochimiques ne sont pas triviales à mettre en place dans la représentation quantique. Il existe actuellement peu de méthodes théoriques développées qui seront testées et évaluées dans ce travail. Notre objectif principal est de faire le lien entre la structure à l'interface entre la surface métallique et l'eau liquide avec des signatures spectroscopiques SFG (Sum Frequency Generation) et THz-IR qui peuvent toutes deux être sondées aux interfaces. Notre groupe est expert dans la modélisation théorique de ces signaux spectroscopiques linéaires et non linéaires à partir de trajectoires AIMD / DFT-MD. Nos simulations seront couplées à des expériences spectroscopiques réalisées par certains de nos collaborateurs: Prof P. Petersen à l'Université de Bochum-Allemagne, Prof M. Havenith à l'Université de Bochum-Allemagne, Prof W. Liu et Prof YR Shen au Fudan Université de Shanghai-Chine et UC Berkeley-USA, et avec le groupe d'électrochimie du professeur K. Tschulik à l'Université de Bochum-Allemagne. Les systèmes électrochimiques d'intérêt pour les applications sont typiquement liés à la réduction de CO 2 pour améliorer ce procédé d'électrocatalyse aux interfaces métal / eau liquide.
Le package CP2K est utilisé pour les simulations AIMD, les codes développés dans notre groupe sont utilisés pour les analyses et l'extraction des propriétés structurelles / dynamiques / spectroscopiques / réactives des trajectoires. Pour les personnes intéressées, des développements théoriques peuvent être envisagés et / ou l'élaboration de codes pour les analyses de trajectoires. Des développements en synergie avec la théorie des graphes et l'IA font partie de ce projet pour les intéressés.
Notre groupe est internationalement reconnu dans les simulations AIMD / DFT-MD d'interfaces solide / liquide. Les références suivantes illustrent certains de nos travaux originaux récents et des développements innovants dans le domaine des interfaces et dans le domaine de la spectroscopie SFG théorique [J. Un m. Chem. Soc. 142: 6991-7000 (2020), PNAS 116: 1520 (2019), Phys. Chem. Chem. Phys. 21: 22188-22202 (2019), J.Chem.Phys. 150: 041721 (2019), Phys.Chem.Chem.Phys. 20: 5190 (2018), Minerals 8: 305 (2018), J.Phys.Chem, Lettres 8: 3133 (2017), J.Phys.Chem.C. 120: 14034 (2016)].
Notre groupe est composé de 5 chercheurs académiques permanents, 1 ingénieur en informatique, 4 doctorants (chinois, italiens, français), 1 post-doctorant, étudiants en Master M1 / M2, visiteurs étrangers. Notre groupe est internationalement reconnu et financé par plusieurs programmes de recherche nationaux français ANR et LABEX, par exemple, bilatéral ANR-NSF / USA, ANR-DFG / Allemagne & LABEX CHARM 3 AT. Notre Université est membre de la plus grande Université Paris-Saclay. La ville d'Evry est située à 45 'du centre de Paris via le RER D ou à 30' de Paris-Saclay en bus. L'Université est à 2 minutes à pied de la gare RER Evry-Courcouronnes. Voir https://www.univ-evry.fr/accueil.html pour plus de détails pratiques.
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