Alejandro Diaz Marquez bénéficiera à partir du 1er Avril 2022 d’une bourse postdoctorale de 4 mois financée par l’institut Complexys au sein du Service de Chimie des Matériaux Nouveaux.

Les outils de modélisation théorique des propriétés structurales et électroniques des matériaux sont souvent développés pour décrire des processus dans des gammes de temps et d’espace limitées, avec peu de connections entre eux. Ainsi, des méthodes de mécanique quantique sont privilégiées pour des systèmes de taille nanoscopique (avec des dizaines d’atomes) alors que des approches classiques prévalent dans le monde mésoscopique (avec des millions d’atomes). Un enjeu actuel est de connecter ces approches pour développer une modélisation multiéchelle bénéficiant du meilleur des deux mondes. A titre d’exemple, modéliser la croissance de couches sur un substrat se fait traditionnellement via des approches de type Monte Carlo basées sur de nombreux paramètres empiriques visant à refléter les propriétés physico-chimiques du système ; d’autre part, des calculs de mécanique quantique à l’échelle locale permettent de quantifier des paramètres clefs associés à ces processus (énergie d’adhésion, barrière de diffusion, transfert de charge,…). Le challenge est donc d’injecter ces paramètres au sein des simulations Monte-Carlo dans le but d’atteindre une description beaucoup plus réaliste des systèmes étudiés. Dans ce contexte, le projet d’Alejandro développé en étroite collaboration avec le groupe du Prof. Stéphane Lucas à l’Université de Namur vise à réaliser une simulation multiéchelle de la croissance de couches poreuses carbonées sur des électrodes utilisées au sein de batteries au lithium pour définir les meilleures conditions de dépôt et accroître leur durée de vie au sein des dispositifs. Les calculs de mécanique quantique seront réalisés à Mons et injectés au sein du programme Monte Carlo NASCAM développé à Namur.