Calcul de spectres Raman de couches minces et polycristaux

il y a 1 mois

BruyèresleChâtel, France CEA Tech Temps plein

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Calcul de spectres Raman de couches minces et polycristaux

Sujet de stage

La spectroscopie Raman est une méthode de mesure expérimentale basée sur l’interaction d’un laser avec les modes de vibration d’un solide afin d’obtenir des informations sur sa structure cristalline ou sa composition chimique. Au CEA Leti, la spectroscopie Raman est une étape importante dans la caractérisation de couches minces développées pour les applications en microélectronique et microsystèmes, comme des couches 2D, des couches épitaxiées ou des matériaux polycristallins. Des partenariats avec des industriels voient le jour pour que la spectroscopie Raman soit intégrée dans le suivi des procédés en production.
La comparaison des spectres expérimentaux avec des prédictions théoriques permet une analyse bien plus fine, et le besoin d’un outil de modélisation des spectres prend de plus en plus d’ampleur. Le logiciel ABINIT ( a déjà été largement utilisé pour calculer des spectres Raman à partir de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT).

Durée du contrat (en mois)

2 ans

Description de l'offre

ABINIT est un projet collaboratif international, pour lequel le CEA DAM est un des principaux développeurs. Le projet consiste à fournir au CEA Leti des spectres calculés avec ABINIT sur des matériaux d’intérêt. Pour cela, il est nécessaire de traiter des systèmes avec beaucoup d’atomes (jusqu’à quelques centaines) dans la maille cristalline afin de prendre en compte l’aspect bidimensionnel ou désordonné, ce qui nécessitera un premier développement dans le code.
Les objectifs de la 1ère année de ce post-doctorat sont les suivants :
- Restructuration de l’implémentation du calcul Raman dans ABINIT, moins gourmande en lecture et écriture de fichiers sur disques, afin de traiter des gros systèmes.
- Mise en œuvre d'un procédé de production et d’analyse de résultats pour étudier un grand nombre de matériaux.
- Interaction avec les équipes expérimentales du CEA Leti pour définir les structures à étudier et ensuite apporter une analyse de spectres de systèmes complexes.
- Réalisation de simulations sur les calculateurs du CEA DAM, d’abord sur des structures connues du CEA Leti pour validation du procédé par comparaison avec des spectres expérimentaux, puis sur des structures complexes.
Pour la 2nd année, il faudra optimiser les routines Raman pour améliorer les performances, notamment par l’introduction d’un parallélisme hybride MPI+OpenMP. Ce type d’optimisation a déjà été fait dans ABINIT pour le calcul de l’état fondamental, mais pas pour les fonctions de réponses obtenues par le formalisme de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité Perturbée (DFPT), que ce soit pour les fréquences de phonons ou les intensités Raman. Le travail d’optimisation consistera à propager des solutions retenues pour le calcul de l’état fondamental aux routines de DFPT.

Le(a) candidat(e) travaillera quotidiennement en région parisienne au CEA DAM Île-de-France et sera amené(e) à se déplacer occasionnellement au CEA-Leti à Grenoble pour interagir avec les expérimentateurs.
Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes.

Profil du candidat

Calculs ab-initio, Fonctionnelle de la Densité, Fortran, Python
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