Toutes mes activités de recherche font appel à la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et à son extension dépendante du temps (TD-DFT).

1- Matériaux pour le photovoltaïque et la photocatalyse

Je travaille sur la détermination de propriétés électroniques (largeur de bande interdite, constante diélectrique, énergies de liaison des excitons) de semiconducteurs afin d’étudier leurs applications potentielles en photovoltaïque et photocatalyse. Ces études portent sur divers familles de semiconducteurs incluant des oxydes, des oxynitrure (SrTaO₂N), des oxysulfures (BiCuOS), des nitrures de carbone (C₃N₄)... En parallèle, j'étudie le mécanisme d'oxydation de l'eau pour développer de nouveaux co-catalyseurs inorganiques. L'objectif est de modéliser le mécanisme réactionnel d'oxydation de l'eau à la surface d'un oxyde par des approches d'électrochimie théoriques permettant de prendre en compte le potentiel électrochimique dans le calcul. Ces travaux se font en collaboration avec Pr. Kazuhiro Takanabe (Université de Tokyo, Japon).

Via ces travaux sur la photocatalyse, le groupe de chimie théorique du laboratoire de chimie l'ENS Lyon est membre du GDR Solar Fuels.

 2- Croisement Intersystème dans les molécules sans atome lourd.

Après avoir travaillé un certain temps sur les colorants utilisés dans le domaine des cellules solaires à colorants, mes activités de recherche dans le domaine des chromophores organiques portent maintenant sur l'étude de conformation moléculaire permettant un croisement intersystème S₁-T₁ sans l'utilisation d'atome lourd. J'utilise, développe et rationalise les concepts permettant d'induire un fort couplage spin-orbite entre S₁ et T₁ comme l'utilisation de transition " n→π* ", la déformation du système π ou encore la dimérisation.

3-  Ténébrescence des sodalites.

La ténébrescence est un synonyme de photochromisme utilisé par les géologues. La sodalite est un minéral naturel de la famille des aluminosilicates dont certains échantillons montrent un photochromisme (passage d'une forme incolore à une forme violette sous l'influence de photons UV). Nous avons étudié les mécanismes mis en jeu au moyen de la DFT et de la TD-DFT avec des approches moléculaires et periodiques. Ces travaux ont confirmé que la coloration violette était bien due à un électron piégé dont les transitions sont sensibles à l'environnement et à un couplage vibronique.