Manuscrit de l’HDR
Résumé :
Cette présentation, réalisée dans le cadre de ma procédure d’habilitation à diriger des recherches, offre un aperçu non exhaustif de mon parcours scientifique.
Après une première période en tant qu’expérimentateur au Laboratoire national du synchrotron (LURE), je me suis orienté vers la spectroscopie théorique en rejoignant le Laboratoire des Solides Irradiés. Depuis, mes recherches se sont concentrées sur l’étude des systèmes de faible dimension à l’aide de formalismes ab initio, tels que la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT), afin de prendre en compte les effets de champ local.
Grâce à une collaboration fructueuse, j’ai développé un cadre permettant de contourner les limites inhérentes à l’approche par supercellule dans les codes d’espace réciproque. Au cours de la dernière thèse de doctorat que j’ai dirigée, nous avons démontré que le formalisme TDDFT dérivé pour les matériaux tridimensionnels — en particulier la formule d’Adler-Wiser et l’identité des fonctions diélectriques longitudinales et transversales à la limite optique — n’est pas valable pour les objets 2D. En intégrant une définition appropriée de l’épaisseur de la couche 2D, nous avons démontré que la grandeur observable calculée est la transmittance, qui capture simultanément les résonances d’absorption et de plasma. Ces résultats inattendus ont ensuite été confirmés par des mesures expérimentales de la transmittance d’une monocouche de WS2.
Mots-clés :
HDR: Theoretical spectroscopy: from periodic systems to isolated nano-objects
HDR manuscript
Abstract:
This presentation for my Habilitation à Diriger des Recherches provides a non-exhaustive summary of my scientific career.
Following an initial period as an experimentalist at the French National Synchrotron (LURE), I transitioned toward theoretical spectroscopy by joining the Laboratoire des Solides Irradiés. My research has since focused on the study of low-dimensional systems using ab initio formalisms, such as Time-Dependent Density Functional Theory (TDDFT), to account for local field effects.
Through a fruitful collaboration, I developed a framework to circumvent the limitations inherent in the supercell approach within reciprocal-space codes. During the most recent PhD thesis I supervised, we demonstrated that the TDDFT formalism derived for three-dimensional materials — specifically the Adler-Wiser formula and the identity of longitudinal and transverse dielectric functions in the optical limit — is not valid for 2D objects. By incorporating a proper definition of the 2D layer thickness, we demonstrated that the calculated observable is the transmittance, which simultaneously captures both absorption and plasma resonances. These unexpected results were subsequently confirmed by experimental measurements of the transmittance of a WS2 monolayer.
Keywords: