Ce projet vise à combler une lacune majeure des calculs ab initio en permettant des simulations fiables des états électroniques excités (méthode GW) via l’approche Projector Augmented-Wave (PAW). Ces avancées seront intégrées dans le logiciel open-source ABINIT, un projet collaboratif international reconnu. L’approximation GW est la référence pour déterminer les niveaux d’énergie électroniques dans la matière condensée, corrigeant la sous-estimation du gap par la DFT. La méthode PAW, quant à elle, offre précision et flexibilité, largement utilisée pour l’état fondamental et la réponse des matériaux.
Cependant, l’application conjointe GW+PAW rencontre des difficultés dans certains cas (ex. oxyde de zinc), les raisons étant comprises mais non totalement résolues. Les états de basse énergie sont bien décrits, mais les états de haute énergie restent problématiques. Le débat porte sur la nécessité de calculs complets (coûteux), de négliger certains termes (risque d’erreur) ou de modifier la méthode PAW (moins efficace).
Le projet vise à adapter le formalisme PAW à GW, développer un schéma numérique rapide et précis, et clarifier la situation actuelle. L’équipe du CEA, principal développeur d’ABINIT sur PAW et GW, assurera l’accès à de grandes ressources de calcul. Les objectifs du post-doctorat incluent le développement théorique, l’implémentation dans ABINIT, et l’amélioration des propriétés électroniques pour des systèmes solides réalistes (surfaces, jonctions, etc.).