Simulation par dynamique moléculaire des sels fondus - gedepeon

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesChamp d’application des méthodesMéthodes ab initio usuelles :• calculs d’énergie de liaison• prédiction de géométrie de complexes, modes normauxDynamique moléculaire ab initio « Car-Parrinello » :• mécanismes de la réaction chimiqueDynamique moléculaire classique :• calcul de grandeurs thermodynamiques, spectres,cinétiques, grandeur de transport, etc…Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesLimites des méthodesMéthodes ab initio usuelles :• limité à quelques ions• dans le vide• à 0 KDynamique moléculaire ab initio « Car-Parrinello » :• très lourdDynamique moléculaire classique :• paramètres empiriques• domaine de validité des modèles restreintGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesPolarisation/déformation ioniquedipoles + -DIPrigideRIM-quadrupoles + +-QUADcompressibleasphériqueCIMAIMGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesComplexité et temps de calculmodèleRIMDIP-RIMQUAD-RIMQUAD-CIMQUAD-AIMdegrés deliberté/ion36111215temps16181854Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesDomaines d’applicationChlorures :LiCl, KCl, AlCl 3 , LaCl 3 , …modèles semi-empiriques, DIP-RIMOxydes :Li 2 O, CaO, MgO, Al 2 O 3 …modèles « premiers principes », QUAD-AIMGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesMéthode « force matching » étendueCar-Parrinellosimulations decristaux (formeNaCl, sphalerite,quartz) et liquidechoix de paramètres« raisonnables »Classiquemodification desparamètresN foischoix de xconfigurationsx calculsab initiox calculs classiques(forces, polarisation)écart petit ?ouinonGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesAjustement du modèleGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesDes modèles robustes :Modèles obtenus• transférables (valables pour plusieurs sels)• grand domaine de validité(température-pression-composition-phase)• aussi «légers» que les modèles classiquesnombreuses grandeurs accessibles(densité, coefficients d’auto-diffusion, conductivité,viscosité, chaleurs spécifiques, activités, acidité etc… !)Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesLiF-BeF 2QuickTime et undécompresseur codec YUV420sont requis pour visionner cette image.

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesRésultats : structure de Li 2 BeF 4(LiF-BeF 2 2:1)Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesRésultats : viscosité de LiF-BeF 2à 873 KGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesRésultats : YF 3 (EXAFS solide)Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesRésultats : YF 3 (EXAFS liquide)Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesBilan : cations disponiblesvalidéen testélaborationpréparationGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesPerspectives : divers cations ensembleparamètre 2sel Asel Bparamètre 1Gedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesBilan : mélanges disponiblesvalidéen testélaborationpréparationGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesPerspectives : plus d’élémentsparamétrisationCaF 2AlF 3YF 3LaF 3paramétrisationZrF 4ThF 4UF 4production des basesde donnéesjanvier2006mars-juinvalidationautomne2006validationGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesPerspectives : chimie des mélangesCalculs de potentiels chimique et fluoro-acidité,constantes d’équilibre, stabilités d’espècesSpéciation de YF 3 dans LiF-BeF 2 et LiF-CaF 2Mélanges fluorures-chloruresAutres solutés ? (oxydes ? iodure ? gaz ?)sauf métauxGedepeon-Paris 2006

introduction ions polarisables résultats bilan perspectivesPerspectives : génération de bases de donnéesMoyens propres : ~ 2.10 5 h/anBesoins : ~ 10 7 hAccès à de grands moyens de calculAttribué en 2006 : 2x10 4 hIDRIS (CNRS)« Tera » (CEA)Formaliser vos besoins/questionsGedepeon-Paris 2006

RemerciementsMathieu SalanneRobert J. HeatonLindsay FoyRichard BrookesPr. Paul MaddenAnne-Laure RolletCatherine BessadaHenri GroultPr. Yoshihiro OkamotoHaruaki MatsuuraPCR - RSFGedepeon-Paris 2006

Résultats : « polymérisation »Gedepeon-Paris 2006

Corrélation viscosité-polymérisationGedepeon-Paris 2006

Dynamique moléculaire classiqueTrajectoiresdes noyaux :Gedepeon-Paris 2006

Density Functional TheoryFonction d’onde :Densité électronique :Etat fondamental :Gedepeon-Paris 2006

Dynamique moléculaire ab initiodéplacement des noyauxétat fondamental connuGedepeon-Paris 2006

Coefficients d’activitéInsertion de particule :F dans LiF purGedepeon-Paris 2006

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