Calcul du dichroïsme magneto-chiral des rayons X

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
L'IMPMC est spécialisé dans le calcul des sections efficaces d'absorption des rayons X et des dichroïsmes associés, en utilisant soit des approches DFT mono-électroniques dans l'espace réel ou dans l'espace réciproque, soit des approches multi-électroniques basées sur le modèle de champ de ligands. Ces calculs permettent d'obtenir des informations telles que l'orientation de molécules déposées sur des surfaces (X-ray Natural Linear Dichroism ou XNLD), les paramètres de champ cristallin agissant sur des ions spécifiques, les moments quadrupolaires de la distribution électronique, la chiralité (X-ray Natural Circular Dichroism ou XNCD) ainsi que l'orientation des moments magnétiques de spin et d'orbite (X-ray Magnetic Circular Dichroism ou XMCD).
La chercheuse ou le chercheur en stage post-doctoral devra calculer la réponse XMChD de systèmes chiraux étudiés expérimentalement dans le cadre du projet LUMINESS. Cela nécessitera de combiner tous les éléments utilisés pour les calculs de XNLD, XNCD et XMCD.
Bien que notre équipe dispose déjà de tous les ingrédients fondamentaux que nous avons contribué à forger, la réponse XMChD n'a jamais été calculée jusqu'à présent ; en effet, les signaux XMChD sont au moins un ordre de grandeur plus faibles que les signaux XNCD.
Outre le calcul des sections efficaces XMChD, la chercheuse ou le chercheur en stage post-doctoral devra appliquer les règles de somme reliant l'intégrale des signaux XMChD à l'anapôle du moment cinétique orbital. Bien que connues depuis un certain temps, ces règles de somme seront ici implémentées de manière quantitative et comparées aux résultats expérimentaux.
Activités :
La chercheuse ou le chercheur devra principalement :
-appliquer les codes déjà existant (FDMNES pour la DFT en espace réel, Quantum Espresso pour la DFT en espace réciproque, QUANTY pour les multiplets en champs de ligands) pour calculer les signatures spectrales de XMChD;
-appliquer les règles de somme de XMCh;
-rédiger les articles concernant les activité de calculs précédentes.

La chercheuse ou le chercheur devra aussi à la marge participer aux expériences de XMChD sur la ligne ID12 de l'ESRF qui est à ce jour la seule ligne à avoir mesuré des signaux XMChD.

Contexte de travail :
Le travail se déroulera pour l'essentiel à l'IMPMC (Paris 5e). Il pourra y avoir aussi une à deux semaines de travail à Grenoble sur la ligne ID12 de l'ESRF pour la collection de mesures de XMChD.

La chercheuse ou le chercheur sera intégré dans l'équipe MIMABADI (minéralogie et magnétisme de basse dimensionnalité) de l'IMPMC avec aussi une forte connexion avec l'équipe TQM (théorie quantique des matériaux).

Les personnes de l'IMPMC impliquées sur ce projet sont : Ph. Sainctvait, A. Juhin, M.-A. Arrio, Ch. Brouder.

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Pour la partie scientifique, on attend de la chercheuse ou du chercheur qu'elle ou il
-ait une solide formation en physique du solide, en particulier en ce qui concerne le magnétisme,
-ait une connaissance des mesures expérimentales sur rayonnement synchrotron,
-manifeste un vif désir de simuler des résultats expérimentaux. Il n'est pas nécessairement attendu d'expérience préalable dans ce domaine mais il faudra une forte appétence d'apprendre.

La connaissance de l'anglais parlé et écrit est indispensable. On attend aussi un forte autonomie scientifique.

Le projet de stage post-doctoral étant intégré au projet LUMINESS du PEPR LUMA, on attend de la chercheuse ou du chercheur de grandes qualités relationnelles et de fortes compétences de travail en équipe.

Contraintes et risques :
Risques scientifiques :
Une grande partie des données exprimentales o déjà été acquise. Les codes de simulation sont à la disposition des équipes de l'IMPMC. Il n'y pas donc pas de gros risques scientifiques associés à cette recherche. En revanche la qualité des résultats dépendra fortement des l'implication de la chercheuse ou du chercheur à obtenir les meilleures simulations et à en extraire une information scientifique solide.

L'IMPMC possède des équipements informatiques permettant de tester les calculs. Pour les plus gros calculs, on a recours au mésocentre MESU ou aux machines de l'IDRIS. Il n'y a pas de risque avéré de manquer de puissance de calcul.

Pour les expériences sur rayonnement synchrotron, l'équipe IMPMC a généralement plus de 10 semaines de tamps de faisceau sur synchrotron par an et les risque de ne pas pouvoir mesurer les signaux XMChD nécessaires est très faible.

Risques au travail:
Simulations à l'IMPMC: Le travail étant principalement un travail de calcul, on ne décèle pas de risque physique pour cette activité.
Expériences synchrotron: les risques sont pris en charge par la formation "security training test" préalable à l'accès au site de l'ESRF.