Lead
Interaction entre la lumière et la matière à partir de principes premiers: nouveaux développements en dynamique non-adiabatique avec applications à l'énergie (production, économie et stockage) et à la recherche médicale.

Lay summary

L'objectif principal de ce projet est d'améliorer et de dériver des nouveaux moyens théoriques, basés sur les principes premiers de la mécanique quantique, pour l'étude de l'interaction entre la lumière (notamment les radiations solaires) et des dispositifs moléculaires ou à l'état solide pouvant être utilisés pour la production et le stockage d'énergie . Nous avons récemment montré que des calculs de structure électronique pour l'obtention de propriétés de l'état fondamental et d'états excités, basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT), peuvent être combinés à des méthodes de dynamique moléculaire (MD) non-adiabatique afin de décrire divers phénomènes photophysiques et photochimiques en solution ou à l'état solide. Dans la première partie de ce projet nous visons à développer d'avantage notre méthode de MD avec des trajectoires avec sauts de surface (TSH), basée sur la TDDFT, qui atteint un bon équilibre entre la précision et l'efficacité numérique. Tous les logiciels développés seront mis à disposition de la communauté scientifique gratuitement, sur le site www.cpmd.org.

En plus du développement théorique décrit précédemment, le projet comporte aussi un partie d'application de la théorie à deux problèmes majeurs liés à la conversion d'énergie solaire et à l'économie d'énergie. En premier lieu nous allons nous intéresser à la conception de nouveaux dispositifs pour le craquage de l'eau, et en particulier au « design » de catalyseurs pour la production d'hydrogène à partir de l'énergie solaire. Nous allons aussi nous intéresser au développement de technologies d'éclairage plus efficaces basées sur les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs), notamment ceux basés sur les complexes d'iridium, dont nous visons à optimiser le spectre d'absorption et émission (« spectral tuning »).