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Institut Jean Barriol
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Faculté des Sciences et Technologies
Boulevard des Aiguillettes
BP 70239
54506 Vandoeuvre-lès-Nancy
France


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Séminaires 2015

Archive des séminaires 2015

 

Mercredi 16 Decembre 2015 à 10h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Dans le cadre de l'animation scientifique de l'axe R12 de l'Institut Jean Barriol, un séminaire sera organisé à la faculté des sciences de l’université de Lorraine (site de Nancy),
salle Jean Barriol (Entrée 2A, 7eme étage) :

Brice Arnaud,
Institut de Physique de Rennes (IPR), UMR UR1-CNRS 6251, Campus de Beaulieu, Bât. 11A, 35042 Rennes Cedex, France
brice.arnaud@univ-rennes1.fr

Time resolved electron diffraction techniques[1] offer a unique opportunity to study ultrafast phenomena occuring on a time scale ranging from a few femtoseconds to a few
picoseconds. However, the mapping between the time evolution of the Bragg peak intensities and the physical processes following laser excitation is often tricky.
The aim of my talk is to show that most of the processes occuring in laser excited bismuth can be described by means of first principles calculations[2,3,4]. In particular, I would like to discuss the strong increase of the electron temperature following laser irradiation, the heat transport within the electron system and the transfer of energy between the electron system and the ionic system arising from electron-phonon interaction.
Finally, I will show that the time evolution of the Bragg peak intensities measured by Sciaini et al[1] can be fully reproduced[3] and that both the increase in the lattice temperature and the softening of all optical modes across the Brillouin zone are crucial to explain  the decay of the Bragg peak intensities.

References:

[1] G. Sciaini et al, Nature 458, 56 (2009).
[2] Y. Giret, A. Gellé and B. Arnaud, Phys. Rev. Lett. 106, 155503 (2011).
[3] B. Arnaud and Y. Giret, Phys. Rev. Lett. 110, 016405 (2013).
[4] E.D. Murray and S. Fahy, Phys. Rev. Lett. 114, 055502 (2015)
 


Jeudi 12 Novembre 2015 à 14h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)


Pr. J. Cristobal LOPEZ, Insituto de Quimica Organica General de MADRID CSIC

Synthetic transformations on carbohydrates. From oligosaccharides to diversity oriented synthesis
 


Lundi 26 Octobre 2015 à 11h00
Salle de réunion du Laboratoire LMOPS
Bâtiment CentraleSupélec, 1er Etage, 2 Rue E. Belin, Metz

Klaas Bergmann, professeur émérite à la Technische Universität Kaiserslautern.


Klaas Bergmann est l'inventeur principal du très célébré processus du STIRAP (STimulated Raman Adiabatic Passage), qui permet la préparation d'état quantiques par transfert de population de façon extrêmement robuste. Ce processus trouve d'importantes applications en physique atomique, optique quantique et information quantique, aussi bien que dans un grand nombre d'autres domaines de la physique.

Klaas Bergmann donnera un séminaire  autour de certains de ses travaux plus récents qui concernent l'utilisation d'une nouvelle approche laser pour la mesure très précise et rapide de distances. Vsite de laboratoire dans l'après-midi.
 

Résumé                                                                                          


Mercredi 30 septembre 2015 à 14h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7).

Dr. Sergi Vela, Laboratoire de Chimie Quantique, Université de Strasbourg

Organic radicals and Spin Crossover molecular switches. Magnetic Bistability from first principles

Résumé


Mardi 15 septembre 2015 à 14h30
Salle de conférences du CRM2 (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 3B, 3ème étage)

Assil Bouzid (IPCMS-Strasbourg)


First-principles modeling of chalcogenide materials

Résumé.


Vendredi 10 Juillet 2015 à 11h00

Salle de réunion de Chimie, ICPM  1, boulevard Arago, Metz

Pr. Tucker Carrington, Chemistry Department, Queen’s University – Kingston, Canada
Pruned basis methods for solving the vibrational Schröedinger equation without approximating the potential


Mardi 7 juillet 2015 à 15h 00
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7

Pr. Nicolas Ferré (ICR UMR 7273 CNRS-Aix-Marseille Université)
SCF-based decomposition of the magnetic exchange interaction

Résumé
Thanks to the LSCF method which enables to freeze a selected subsets of orbitals, a procedure has been developed in order to decompose the magnetic exchange interaction obtained from restricted and unrestricted broken symmetry single-determinant calculations into its main components : the direct exchange, the kinetic exchange between the magnetic electrons and the polarization of the non-magnetic electrons. In this presentation, I will give some details regarding the theoretical framework and its application to organic and inorganic molecular systems. A recent proposition for a revised spin-decontamination scheme will also be presented.

Dr. Marie-Liesse Doublet (Institut Charles GERHARDT - CNRS 5253 Université Montpellier 2)
Quelle(s) méthode(s) Théorique(s) pour le Traitement des Matériaux d’Electrode pour Batteries Li-ion ?

Résumé
Les batteries Li-ion rechargeables dominent le marché de l’électronique portable et sont envisagées aujourd’hui comme les seules sources d’énergie capables d’alimenter les véhicules électriques de demain. [1,2] Pour que de telles applications voient le jour, les performances des batteries doit encore être améliorées. Ces dernières années, la recherche de nouveaux matériaux s’est intensifiée au niveau théorique grâce à l’émergence de méthodes de calculs combinatoires à haut débit. Après 10 ans, le bilan n’est cependant pas à la hauteur des attentes et il devient primordial de revenir aux fondamentaux pour identifier les facteurs électroniques, mécaniques et électriques qui gouvernent le potentiel et la capacité d’un matériau d’électrode ainsi que l’impact de l’électrochimie d’interface sur la réponse électrochimique du système. Pour atteindre cet objectif, les mécanismes électrochimiques doivent être mieux compris, [3,4] de nouveaux concepts redox doivent être proposés, [5-7] et l’impact de la nano-structuration des dispositifs sur les performances électrochimiques doit être pris en compte. [8,9] Nous présentons un aperçu général des questions méthodologiques, numériques et physiques liés au traitement théorique / computationnel de matériaux d’électrodes pour les batteries Li-ion ainsi que les nouvelles méthodologies que nous avons développées pour répondre à ces questions.

Références
[1] M. Armand and J.-M. Tarascon “Building better batteries.” Nature 451, 2008, 652_657.
[2] J.-M. Tarascon and M. Armand, “Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries” Nature 414, 2001, 359_367.
[3] M. Saubanère et al. “Intuitive and Efficient Methods for the Prediction of Material Potentials in Li/Na-Ion Batteries” submitted in Nature Communications 2014
[4] M. Ben Yahia et al. « Origin of the 3.6V to 3.9V voltage increase in the LiFeSO4F cathodes for Li-Ion Batteries” Energy & Environmental Science, 5, 2012, 9584-9594.
[5] Sathiya, et al. “Reversible anionic redox chemistry in high-capacity layered-oxide electrodes” Nature Materials, 12, 2013, 827-835.
[6] M.-P. Bichat et al. “Redox Induced Structural Change in Anode Materials Based on (MPn4)x- Transition Metal Pnictides” Chemistry of Materials16, 2004, 1002-1013.
[7] S. Boyanov et al. “FeP : Another Attractive Anode for Li-Ion Battery Enlisting a Two-Step Insertion / Conversion Process” Chemistry of Materials, 18, 2006, 3531-3538.
[8] R. Khatib et al. “Origin of the Voltage Hysteresis in the CoP Conversion Material for Li-Ion Batteries” The Journal of Physical Chemistry C, 117, 2013, 837-849.
[9] A.-L. Dalverny et al. “Interface Electrochemistry in Conversion Reactions for Li-Ion Batteries” Journal of Materials Chemistry, 21, 2011, 10134-10142


Mardi 16 juin 2015 de 10h à 12h et Jeudi 18 Juin 2015 de 10h à 12h
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7

Dans le cadre de l'Ecole Doctorale SESAMES,
Tomas Bucko (professeur invité au CRM2), donnera un cours intitulé:
An introduction to molecular dynamics simulations of rare events
Contact: Sébastien LEBEGUE (sebastien.lebegue@univ-lorraine.fr)


Vendredi 12 Juin 2015 à 14h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Jérôme Husson, Institut UTINAM-UMR CNRS 6213 Equipe Matériaux et Surfaces Structurés, Besançon
La biomasse comme source de matériaux fonctionnels: application aux cellules solaires à colorant et au traitement des eaux


Jeudi 11 Juin 2015 à 14h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)
Dr. Marc Simon, Laboratoire de Chimie Physique-Matière et Rayonnement, CNRS & UPMC, Paris
Relaxation dynamics of isolated atoms and molecules  in the tender x-ray domain (1-12 keV) Résumé (pdf)


Mardi 9 juin 2015 à 14h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Pr. Laura Gagliardi, University of Minnesota
Gas Separation and Catalysis in Metal-Organic Frameworks  Résumé (pdf)
Pr. Christopher Cramer, University of Minnesota
Modeling Condensed-Phase Effects on Electronic Structure and Spectroscopy
Résumé:
Continuum models continue to offer an especially efficient means to introduce into an electronic structure calculation the effects of a surrounding medium on molecular properties and energetics. Recent developments in Minnesota solvation models include the optimization of a generalized Born formalism based on mapped Hirshfeld charges that essentially eliminates prior instabilities associated with atomic partial charges computed with extended basis sets. In addition, the modified Hirshfeld approach permits a natural computation of atomic polarizabilities that leads to insight and a more physical estimate of dispersion contributions to solvation free energies. This increased physicality in the solvation model allows for the analysis of solvatochromic effects in UV/Vis electronic spectra with a greater level of detail than has previously been possible. In addition to covering these latest developments, a short overview of continuum models with one or two applications to topics of present interest will be provided.


Jeudi 28 mai 2015 à 9h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Dr. Dario Bassani, Institut des Sciences Moléculaires, CNRS - Université de Bordeaux
Supramolecular control of excited-state electronic properties Résumé (pdf)
Cette conférence est organisé par SRSMC en collaboration avec la SCF-Section Lorraine.


Vendredi 22 Mai 2015 à 10h
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Pr. Björn Lindman, Lund University (Suède) and Department of Chemistry, Coimbra University (Portugal)

Polyelectrolyte-surfactant association and cellulose dissolution—from fundamentals to applications Résumé(pdf)
Contact : andreea.pasc@univ-lorraine.fr


Lundi 18 mai 2015 à 11h
Salle de réunion, LCP-A2MC 1, boulevard Arago, Metz

Pr. David Mc Ilroy , Université de Idaho (Moscow)
Integration of High Surface Area Nanostructures into Microreactors  Résumé (pdf)


Vendredi 24 avril 2015 à 11h
Salle Le Goff, LRGP (LABORATOIRE REACTIONS ET GENIE DES PROCEDES, ENSIC, 1, rue Grandville, Nancy )

Michael Bruke , assistant professor of Mechanical Engineering at Columbia University,
where he also holds affiliate appointments in Chemical Engineering and the Data Sciences Institute. 
He received his B.S. in Mechanical Engineering from the Pennsylvania State University in 2005 and his Ph.D. in Mechanical and Aerospace Engineering from Princeton University in 2011. 
Before joining Columbia in 2014, he was a Director’s Postdoctoral Fellow in the Chemical Sciences and Engineering Division at Argonne National Laboratory. 
Mike’s primary research interests lie at the intersections of combustion, physical chemistry, and data sciences
,

Science across Scales: Informatics Strategies and Non-Equilibrium Phenomena

This talk will focus on two aspects of modeling strategies at the intersection between scales.  The first half of the talk will highlight the unique advantages that arise from combining data from both small scales (molecular properties) and large scales (global observables) through the multi-scale informatics approach.  Through simultaneously integrating constraints from ab initio electronic structure calculations of molecular properties and global measurements of multi-reaction systems, the resulting multi-scale informed models consist of set of theoretical kinetics parameters (with constrained uncertainties) that can be related through elementary kinetics models to rate constants (with propagated uncertainties) that in turn can be related through physical models to global behavior (with propagated uncertainties).  The second half of the talk will explore some of the unique scientific challenges that arise when behavior at the small scales and at the large scales become entangled in ways that violate common assumptions.  In particular, in the fuel-strength reactive conditions typical in combustion, reactive collisions can often occur on the same timescale as thermalizing collisions necessary to maintaining Boltzmann (thermal) distributions of the rovibrational energy, requiring advanced modeling strategies to replace traditional thermal equilibrium assumptions.  Both modeling aspects discussed during the talk will rely on recent demonstrations for the low-temperature propane oxidation system, where QOOH + O2 pathways (and non-equilibrium phenomena related to them) are identified to be central to reconciling apparent inconsistencies among fundamental low-pressure experimental investigations.


Vendredi 27 Mars 2015 à 14h15
Salle de séminaire du CRM2 (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 3B, 3ème étage)

Theo WOIKE (professeur invité)

Titre : "Nanofocus X-ray beam and ptychographic reconstruction"


Vendredi 20 Mars 2015 à 14h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)


Dr. Armen Panossian, Université de Strasbourg, UMR 7509 - CNRS, Equipe COHA-LAB
  (Invité par C. Comoy dans le contexte de l’ANR ChirNoCat)

L’échange élément/lithium : un outil efficace pour l’accès à des biaryles atropo-enrichis à l’aide d’arynes

Résumé
La réaction entre un aryllithium et un aryne généré in situ est réapparue au début de la dernière décennie comme une méthode efficace de préparation de biaryles. Notre groupe a développé cette méthode pour la synthèse de biaryles fonctionnalisés et de ligands phosphorés à charpente biarylique divers. Nous avons également étudié la préparation de biaryles axialement stéréo-enrichis en suivant deux stratégies différentes, s’appuyant sur des échanges halogène/lithium et sulfoxyde/lithium ou sur des couplages atropo-diastéréosélectifs.


Mercredi 25 Février 2015 à 15h
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Pr. Leticia González, Institute of Theoretical Chemistry, University of Vienna

Intersystem crossing in photochemistry

 
Résumé
When molecules absorb light they are electronically excited and they can explore different regions of the excited potential energy surfaces (PES).  Particularly interesting are regions where two or more PES cross, since they allow for a efficient deactivation from one to another state. Such, so-called, non-radiative process can be classified as internal conversion or intersystem crossing depending on whether the multiplicity is kept or not in the transition. While the first process is theoretically well studied using both, quantum chemical and dynamical methods, dynamical simulations including intersystem crossing are much less common. One way to simulate the dynamics of light-induced  processes is to employ ab initio molecular dynamics. The latter method has been recently extended in our group to include spin-orbit couplings, so that intersystem crossing dynamics can be studied in full dimensionality. In this presentation I will describe our recent progress in describing spin-forbidden processes, with the help of few showcases. Particularly interesting is that intersystem crossing can be ultrafast in molecules with light atoms, thus taking place in a similar femtosecond time scale as internal conversion via conical intersections --in contrast to the established paradigm that intersystem crossing takes place is a nanosecond or even longer time scale.


Mardi 24 Février 2015 à 14h
Salle de réunion, ICPM au 1er étage 1, boulevard Arago, Metz

Dario Mitnik, CONICET et Universidad de Buenos Aires (Argentine)

Generalized Sturmian functions for structure and scattering problems: a review


Vendredi 13 Février 2015 à 14h

Salle du Département de Chimie, ICPM  1, boulevard Arago, Metz

Alka A. INGALE

Insight into Semiconductor Nanostructures and Nanocomposites using Raman Spectroscopy Résumé (pdf)


Mercredi 4 Février 2015 à 10h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)


Pr. Oscar N. Ventura, Computational Chemistry and Biology Group, Detema Universidad de la República, Montevideo, Uruguay

Study of the oxidation of Cys215 in the human protein tyrosine phosphatase PTP1B  Résumé (pdf)


Lundi 2 Février 2015 à 10h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)

Dr. Miquel Huix-Rottlant, Université de Francfort, Allemagne

Quantum Dynamics with TDDFT for large molecular systems: application to exciton dissociation in organic photovoltaics
 


Vendredi 30 Janvier 2015 à 14h30
Salle de de conférence CRM2 (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, entrée 3B, 3ème étage )

Hyungjun Kim, Graduate school of Energy, Environment, Water, and Sustainability (EEWS), Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
E-mail address: linus16@kaist.ac.kr


Development of Multiscale Simulation Methods for Molecular level of
Processes in Materials

Résumé:
To achieve the improved sustainability through the development of renewable and clean energy source,
it is required to understand the operational mechanism of the complex materials to improve their own
intrinsic and extrinsic properties. However, such materials often consist of complicated Multiscale/Multiphysics
natures; thus, it is often difficult to unveil the underlying mechanism and improve the desired material properties.
For the systematic improvement with tailored material properties, we use first-principles based multi-scale computational
methods to understand, predict, and design the material structures and processes. In this talk, I will discuss our
currently developing simulation methods. First, I will introduce our recent effort to develop ab-initio dispersion
parameters to accurately handle the van der Waal’s interaction within the DFT+D formalism (empirical dispersion
correction methods for density functional theory). For the last half of my presentation, I will briefly discuss
another effort to include explicit solvation fields computed from the classical molecular dynamics (MD) simulations
to the density functional theory (DFT). Classical and quantum Hamiltonians are electrostatically coupled to each other,
and simple (but accurate) approximated free energy calculation method is employed for the direct calculation of solvation
free energies (which only requires only <20 ps dynamics).


Lundi 19 janvier 2015 à 10h30
Salle Jean Barriol (Faculté des Sciences et Technologies, Vandoeuvre-les-Nancy, Entrée 2A, Niveau 7)


Pr. Benedetta Mennucci, Département de Chimie, Université de Pise, Italie
Modeling environment effects in photo-induced phenomena through hybrid QM-classical models
(www.dcci.unipi.it/molecolab)