Approche de cluster intégré pour les spectroscopies basées sur l’excitation d’électrons de coeur de matériaux corrélés – ClusterSpecs

Les matériaux quantiques ont été sous les feux de la rampe ces dernières années, car ils permettent de nombreuses applications dans les technologies quantiques. Cependant, leur physique sous-jacente est encore mal comprise ou limitée aux matériaux faiblement corrélés. Pour faire progresser notre compréhension des matériaux fortement corrélés, les spectroscopies basées sur l’excitation d’électrons de cœur, telles que la spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) ou la diffusion inélastique résonnante des rayons X (RIXS), sont devenues un outil expérimental essentiel au cours de la dernière décennie. En particulier, le RIXS est au centre de l'attention en raison de sa capacité à sonder la dépendance en énergie, en quantité de mouvement et en polarisation de différentes excitations élémentaires. Cependant, les spectres obtenus sont très complexes et difficiles à interpréter, nécessitant un recours à la modélisation. Un outil numérique fiable est donc essentiel pour démêler les signatures des différentes excitations.
L'objectif du projet est d'étendre le pouvoir prédictif de ces outils en fournissant un logiciel à utilisation facile basé sur un cadre de calcul efficace à N corps. L’approche de cluster intégré envisagé aura à la fois un axe entièrement ab initio et un axe système modèle. Il constituera un pas fondamental vers la modélisation théorique des signatures spectroscopiques liées aux excitations collectives de basse énergie dans ces matériaux. La nouveauté réside dans le calcul des spectres à l'aide d'états produits de matrices (MPS). Ainsi, le nombre augmenté de degrés de liberté du cluster intégré permettra d'étudier les spectroscopies de matériaux corrélés qui sont hors de portée des codes à N corps actuels. En nous appuyant sur notre solveur MPS, nous étendrons ainsi l'applicabilité des techniques à N corps existantes pour calculer les sections efficaces XAS et RIXS et pour modéliser les signatures des excitations collectives dans les matériaux fortement corrélés.