Thèse Doctorant sur le Développement de Nouvelles Méthodes en Théorie de la Fonctionnelle de la Densité pour le Magnétisme Moléculaire H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Rennes École doctorale : École doctorale Science de la Matière, des Molécules et Matériaux Laboratoire de recherche : INSTITUT DES SCIENCES CHIMIQUES DE RENNES Direction de la thèse : Boris LE GUENNIC Date limite de candidature : 2026-12-21T00:00:00
Les méthodes fondées sur la théorie de la fonction d'onde constituent la stratégie privilégiée pour calculer les propriétés magnétiques des molécules-aimants à base d'ions f. Cependant, ces calculs sont très coûteux en temps (de quelques jours à plusieurs semaines) et limitent la taille et la complexité des systèmes étudiés. La formulation Kohn-Sham (KS) de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), qui permet de tenir compte efficacement des effets relativistes, pourrait offrir une stratégie de calcul nettement plus abordable. Cependant, la KS-DFT étant une approche monodéterminantale, elle se heurte à un problème intrinsèque de représentation des systèmes à couche ouverte qui reste à surmonter.

La personne recrutée explorera le potentiel de la DFT relativiste pour le calcul des propriétés magnétiques des molécules-aimants à base d'ions lanthanide (comme par exemple, les paramètres de champ cristallin) en développant et en mettant en oeuvre de nouvelles approches dans ce cadre théorique. Ce travail impliquera à la fois des développements analytiques sur papier et leur implémentation dans une plateforme de développement open-source/open-access. Ces nouveaux développements seront validés par des études sur des systèmes modèles, puis appliqués à des structures moléculaires plus réalistes, avec de potentielles collaborations avec des groupes expérimentaux. La participation à des conférences sera encouragée.

L'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR - UMR6226) est une Unité Mixte de Recherche associant le CNRS, l'Université de Rennes, l'École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR) et l'Institut National des Sciences Appliquées de Rennes (INSA Rennes). Cet Institut résulte du regroupement de l'ensemble des forces académiques en chimie sur le site de Rennes. Il rassemble plus de 280 personnels permanents avec un effectif global de plus de 500 personnes réparties au sein de 8 équipes.
La personne recrutée travaillera dans l'équipe Chimie Théorique Inorganique (CTI) à l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR). Cette équipe réunit des chimistes théoriciens (15 membres permanents, environ 15 étudiants) avec des compétences complémentaires et travaillant avec une gamme variée d'outils de la chimie quantique allant des méthodes basées sur la fonction d'onde aux approches semi-empiriques. Les membres de CTI s'intéressent à divers systèmes tels que les molécules isolées, les matériaux massifs ou les surfaces. L'équipe CTI fournit ainsi un environnement scientifique stimulant avec des réunions d'équipe et les interventions régulières d'invités extérieurs de réputation internationale. Des moyens considérables de calcul sont disponibles aussi bien localement que dans les centres nationaux de calcul pour la conduite de nos projets scientifiques.
Cette thèse prend place dans le cadre du projet ERC BRUNCH, offrant des conditions attractives de travail et de visibilité.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet BRUNCH (ERC) qui vise à développer une nouvelle boîte à outils théorique et méthodologique en chimie quantique relativiste pour proposer des approches computationnelles innovantes afin de calculer les propriétés magnétiques dans les complexes basés sur des éléments f.