Note ABES First-principle modeling of carbon-based materials for electronic-magnetic application Étude de composites systèmes carbonés-métaux ferromagnétique par simulations ab-initio Dynamique moléculaire ab initio Méthode perturbative Matrice dynamique Propriétés vibrationnelles Réponse électromagnétique Fonction diélectrique First-principles molecular dynamics Perturbative approach Dynamical matrix Vibrational properties Electromagnetic response Dielectric function 530.4 620.5 Matériaux carbonés structurés Nanoparticules Dynamique moléculaire Méthodes de simulation La question centrale ayant guidé ce travail est la suivante : disposons-nous aujourd’hui des outils de simulation et des capacités technologiques nécessaires pour prédire et comprendre les performances réelles des matériaux carbonés à l’échelle nanométrique ? Pour y répondre, trois systèmes représentatifs ont été étudiés : des nanotubes de carbone (CNT) décorés de cobalt, des CNT en interaction avec le polymère PMMA, et le graphène oxyde réduit (rGO). Ces systèmes, choisis pour leur pertinence scientifique et industrielle, ont permis d’explorer les mécanismes d’interaction aux échelles atomique et électronique. Les simulations ont été réalisées dans le cadre de la dynamique moléculaire ab initio (FPMD), afin de décrire finement les comportements atomiques, électroniques et vibrationnels. À partir des trajectoires obtenues, plusieurs approches complémentaires ont été mises en œuvre : le théorème fluctuation–dissipation pour l’accès aux réponses diélectriques et électromagnétiques, les fonctions de Wannier maximales (MLWF) pour l’analyse des moments dipolaires locaux, ainsi que des méthodes perturbatives basées sur les matrices dynamiques pour caractériser et visualiser les modes vibrationnels. The central question guiding this work is the following: do we currently have the simulation tools and technological capabilities required to predict and understand the actual performance of carbon-based materials at the nanometric scale ? To address this question, three representative systems were investigated: cobalt-decorated carbon nanotubes (CNTs), CNTs interacting with the polymer PMMA, and reduced graphene oxide (rGO). These systems, selected for their scientific and industrial relevance, made it possible to explore interaction mechanisms at the atomic and electronic scales. The simulations were carried out within the framework of ab initio molecular dynamics (FPMD) in order to accurately describe atomic, electronic, and vibrational behaviors. Based on the resulting trajectories, several complementary approaches were employed: the fluctuation–dissipation theorem to access dielectric and electromagnetic responses, maximally localized Wannier functions (MLWFs) to analyze local dipole moments, and perturbative methods based on dynamical matrices to characterize and visualize vibrational modes. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 10613098 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2025/MORROT-WOISARD_Icare_2025_ED182.pdf https://theses.fr/2025STRAE042/abes https://theses.hal.science/tel-05587249 https://theses.hal.science/tel-05587249 Morrot-Woisard Icare 1994-07-29 FR 296046981 0105003690W 22020676 4200002 https://theses.fr/2025STRAE042 2025STRAE042 https://doi.org/10.70675/5f4c8f97z5601z44f8z86a5zef2b6117251b 2025-09-26 Matière condensée et nano physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Ori Guido MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 225671883 Boero Mauro MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 177244089 Hervieux Paul-Antoine MADS_PRESIDENT_DU_JURY 056894546 Pouliguen Philippe MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 147410398 Pietrucci Fabio MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 249731029 Vukadinovic Nicolas MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 034240470 Gaudry Émilie MADS_RAPPORTEUR_1 089023641 Gaigeot Marie-Pierre MADS_RAPPORTEUR_2 156447878 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:530 ddc:620 Ori Guido Boero Mauro Hervieux Paul-Antoine Pouliguen Philippe Pietrucci Fabio Vukadinovic Nicolas Gaudry Émilie Gaigeot Marie-Pierre École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 10613098