Post-doctorat - Étude des effet de températures et de pressions pour les transitions de phases - H/F

Descripción del puesto:

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Post-doctorat - Étude des effet de températures et de pressions pour les transitions de phases - H/F

Sujet de stage

Les mécanismes élémentaires des transitions de phases dans les métaux sont mal connus. Les calculs ab initio permettent d'évaluer les barrières énergétiques associées à certaines de ces transitions à 0 K. Des travaux récents menés au laboratoire sur le cuivre ont ainsi montré une augmentation marquée de la barrière d'énergie de faute d'empilement avec la pression, en particulier au-delà de 100 GPa, expliquant la métastabilité de la phase 9R et le mécanisme séquentiel de transformation 9R vers CFC régie par le glissement successif de dislocations partielles de Shockley. Cependant, ces calculs ne rendent pas compte des effets de température, qui peuvent modifier significativement la hauteur de ces barrières via les contributions entropiques vibrationnelles, ni de la pleine cohérence thermodynamique.

Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1an renouvelables

Description de l'offre

La méthode Projected Average Force Integration (PAFI, Swinburne et al.), permet de calculer des barrières d'énergie libre le long d'un chemin de réaction par intégration thermodynamique. Bien qu'efficace, cette méthode est numériquement coûteuse. Pour surmonter cette limitation, les potentiels interatomiques machine learning (MLIP) offrent une solution.
Le paquet Python MLACS [1-2], développé au sein du laboratoire dans le cadre d'une collaboration internationale, fournit une interface pour mettre en pratique ces méthodes en maintenant une précision ab initio. Le.a candidat.e sera donc amené(e) à utiliser le logiciel open source ABINIT mettant en œuvre la DFT (théorie de la fonctionnelle de la densité), pour lequel notre laboratoire est l'un des principaux contributeurs. Une interface dédiée entre ABINIT, MLACS et la méthode PAFI devra donc être mise en place par le.a candidat.e.

Références :
[1] A. Castellano et al., Phys. Rev. B 106, (2022) L161110.
[2] A. Castellano et al., Comp. Phys. Comm. 316 (2025) 109730.

Dans un premier temps, le.a candidat.e visera à prendre en main la méthode PAFI et son interfaçage avec MLACS. Une étape de validation consistera à reproduire et étudier l'influence de la température sur les barrières énergétiques à l'origine de la transition 9R-CFC.
Dans un second temps, le.a candidat.e devra adapter le formalisme et l'implémentation de PAFI, pour permettre un échantillonnage à pression imposée le long de la coordonnée de réaction. Cette extension méthodologique constitue le cœur scientifique du projet et nécessitera un travail de développement à l'interface entre la théorie de l'intégration thermodynamique contrainte et son implémentation pratique dans MLACS.
Une fois cette extension validée, elle sera appliquée au calcul systématique des ?-surfaces et des barrières de glissement des dislocations partielles de Shockley en fonction de la température et de la pression, en lien direct avec les résultats déjà obtenus à 0 K sur le cuivre.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés.
Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Formation en physique du solide.
Un attrait pour la programmation informatique est nécessaire.
Méthode ab initio, logiciel ABINIT, développement de paquet Python.
Post-doctorat

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France