Plasmons à l'échelle quantique

Que fait-on ？
Nous cherchons à caractériser les plasmons acoustiques, à dispersion linéaire, induits par les états de surface.

Nous étudions l’effet de couplage spin-orbite et le confinement induit par les marches sur la structure électronique et les plasmons de surfaces d’or et d’argent à grand indice de Miller.

Comment le fait-on ?
Parmi les approches quantiques, la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT) permet de décrire la réponse linéaire du matériau à une excitation électronique, et de prédire les énergies des plasmons.

Notre équipe a développé un algorithme performant pour la TDDFT à vecteur d’onde fini afin d’étudier la plasmonique à l’échelle quantique [1].

Cet algorithme, développé au LSI en collaboration avec l’École Internationale d’Études Avancées (SISSA) à Trieste, et le Centre International de Physique Théorique (ICTP) à Trieste, a été rendu public en tant que branche du logiciel Quantum ESPRESSO, sous licence GNU [2,3].

Pourquoi le fait-on ?
Lorsqu’ils sont couplés à un champ électromagnétique, les plasmons acoustiques permettent de le confiner à la surface du matériau ou de la nanostructure

Soutien
Ces études ont bénéficié d'un soutien de l'initiative européenne PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe).

Publications
Ces études ont bénéficié d'un soutien de l'initiative européenne PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe).
[1]   I. Timrov, N. Vast, R. Gebauer, S. Baroni, Electron energy loss and inelastic x-ray scattering cross sections from time-dependent density-functional perturbation theory, Physical Review B (2013)
[2]  I. Timrov, N. Vast, R. Gebauer, S. Baroni, turboEELS—A code for the simulation of the electron energy loss and inelastic X-ray scattering spectra using the Liouville–Lanczos approach to time-dependent density-functional perturbation theory. Computer Physics Communications (2015)
[3] P. Giannozzi et al, Advanced capabilities for materials modelling with Quantum ESPRESSO, Journal of  Physics: Condensed Matter (2017).
[4] O. Motornyi, N. Vast, I. Timrov, O.Baseggio, S. Baroni, A. Dal Corso, Electron energy loss spectroscopy og bulk gold with ultrasolf pseudopotentials and  the Liouville-Lanczos method, Phys. Rev. B (2020).