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Chalcogenide glasses as a playground for the application of first-principles molecular dynamics to disordered materials

Authors :
Mauro Boero
Evelyne Martin
Guido Ori
Assil Bouzid
Sébastien Le Roux
Carlo Massobrio
Ori, Guido
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
IRCER - Axe 3 : organisation structurale multiéchelle des matériaux (IRCER-AXE3)
Institut de Recherche sur les CERamiques (IRCER)
Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM)
Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Physique - IEMN (PHYSIQUE - IEMN)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Physique-IEMN (PHYSIQUE-IEMN)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
AcknowledgementsM.B. thanks Pôle HPC, Equipex Equip@Meso/CPER Alsacalcul atthe University of Saskatchewan, and Grand Equipement National deCalcul Intensif (GENCI) under allocation DARI-A2 A0060906092. G.O.acknowledges the Fédération de Recherche en Matériaux etNanosciences Region Grand-Est (project HARWEST) and the SeedMoney program of Eucor - The European Campus (project MEDIA) forfinancial support
Source :
Solid State Sciences, Solid State Sciences, 2019, 95, pp.105925. ⟨10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.014⟩, Solid State Sciences, Elsevier, 2019, 95, pp.105925. ⟨10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.014⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; An overview of the major first-principles methods used to simulate condensed phases is presented, with special emphasis on chalcogenide glasses. The scope of this review article is to offer a survey of fundamental algorithms and techniques, accompanied by a few recent examples particularly representative of computational materials science applied to disordered chalcogenide phases. Special attention is devoted to the inclusion of long-range van der Waals dispersion forces, treatment of the exact exchange, dynamical simulations and extraction of optical and dielectric properties. Machine learning techniques are introduced as recent forefront applications of first-principle methods. In this latter case, accurate quantum-mechanics based simulations are crucial to generate a data base exploited by neuronal-network type algorithms to create accurate interatomic potentials (force fields) allowing for large and long-lasting simulations of realistic disordered materials. The atomic-level knowledge provided by the combination of high-performance computing and advanced computational methods pave the route for a rational approach to the design of novel chalcogenides possessing tuned properties for specific applications in next-generation devices.

Details

Language :
English
ISSN :
12932558
Database :
OpenAIRE
Journal :
Solid State Sciences, Solid State Sciences, 2019, 95, pp.105925. ⟨10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.014⟩, Solid State Sciences, Elsevier, 2019, 95, pp.105925. ⟨10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.014⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....41c3091852af6ffd0857ef70a14dd4bc
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.014⟩