S'associer pour faire avancer la science des matériaux
Les systèmes à électrons fortement corrélés (EFC) sont parmi les sujets les plus fascinants et difficiles de la recherche en physique de la matière condensée. Les oxydes de métaux de transition sont parmi les matériaux EFC très prometteurs pour servir de base à la prochaine génération de micro et de nano électronique. C'est dans cet esprit que le projet ATHENA (Advanced theories for functional oxides: New routes to handle the devices of the future), financé par l'UE, a tenté d'établir une collaboration entre quelques-uns des meilleurs laboratoires d'Europe et d'Inde. Les partenaires européens ont d'abord développé des méthodologies d'analyse de nombreux modèles ab initio ou de premiers principes. Ils ont ciblé la théorie de la fonctionnelle de densité, l'un des outils informatiques les plus couramment utilisés pour étudier et prévoir le comportement de molécules isolées ou de matériaux bruts. Les partenaires indiens se sont concentrés sur la modélisation ultérieure aux principes premiers en utilisant des modèles à nombreux corps comme le Hamiltonien de Hubbard, sur lesquels s'appuient la plupart des descriptions du transport d'électrons corrélés. Les partenaires ont alors uni leurs forces pour mettre en application les méthodologies et techniques développées d'exploration des principales propriétés structurelles, électroniques, magnétiques et thermodynamiques des systèmes SCE. Leurs résultats ont démontré que les approches de premiers modèles combinés pouvaient étudier les propriétés électroniques, magnétiques et de transport fondamentales des hétérostructures d'oxydes de métaux. Ils ont évalué la nouvelle approche en décrivant diverses interfaces de différentes propriétés. L'objectif était de déterminer si le schéma de modèle de premiers principes intégré pouvait décrire et concevoir des systèmes d'oxydes aux fonctionnalités améliorées. Le projet a mené une école de formation sur les méthodes théoriques appliquées aux matériaux SCE. Elle visait particulièrement les étudiants doctorants et post-doctorants. Les résultats de la recherche ont été publiés dans des revues internationales à comité de lecture et diffusés lors de séminaires de conférences nationaux et internationaux. ATHENA a créé un nombre critique d'experts européens et indiens dédiés à l'étude des SCE. Ce faisant, les communautés de matériaux condensés et d'état solide auront accès à des méthodologies et ressources innovantes de pointe grâce aux nouveaux dispositifs micro et nanoélectroniques développés.
Mots‑clés
Science des matériaux, électronique, oxyde de métaux de transition, électrons fortement corrélés, oxydes fonctionnels
