Isabelle MERRITT, doctorante au sein de l’équipe MODES, soutiendra sa thèse intitulée « Modélisation des réactions photochimiques par simulations dynamiques non-adiabatiques » le Mardi 14 Novembre 2023 à 9h30 au Laboratoire CEISAM en salle Marie Curie.
La soutenance sera déroulera en anglais.
Résumé
Cette thèse porte sur la modélisation des réactions photochimiques, en particulier du photochrome azobenzène (AZB). Le photochromisme est la transformation réversible d’une molécule entre deux formes métastables différents, en utilisant la lumière dans au moins une direction. Les réactions photochimiques étudiées sont non-adiabatiques (NA), ce qui signifie que la relaxation vers l’état électronique fondamental se produit sans émission d’un photon.
Dans cette thèse, deux méthodes de dynamique NA sont utilisées pour modéliser la photoswitching: « Trajectory Surface Hopping » (TSH), une méthode mixte quantique classique, et « Multi-Configuration Time Dependent Hartree » (MCTDH), qui est totalement quantique.
Nous avons d’abord utilisé le TSH pour décrire la transformation cis-trans de l’AZB. Les simulations de la direction opposée ont ensuite permis d’identifier et de corriger une approximation erronée dans l’implémentation de TSH dans OpenMOLCAS. Cinq schémas TSH populaires ont ensuite été comparés sur un groupe représentatif de réactions, afin d’identifier quels schémas fournissent des résultats fiables à un moindre coût.
MCTDH a également été utilisé pour modéliser la photoréaction trans-cis de l’AZB. Tout d’abord, des calcules statiques ont été effectués sur ce processus, ce qui a conduit à la construction d’un modèle Hamiltonien de dimensionnalité réduite à 3 modes et 4 états. À l’aide de ce modèle, nous avons simulé la photoréaction en utilisant MCTDH, avant d’analyser de manière critique la valeur et la précision de notre modèle.
Mots clés
Photochimie, calculs ab initio, dynamique non-adiabatique, azobenzène, TSH, MCTDH