Dr. Ali BENTOUAF
La physique de la matière condensée et la science des matériaux jouent un rôle de plus en plus important dans les applications technologiques, et ce rôle ne fera que progresser dans beaucoup de domaines.
Avant d’employer les matériaux (solides) dans l’industrie, il faut s’assurer de la qualité de leurs propriétés structurales, électroniques, mécaniques, optiques…etc.
Les propriétés physiques d’un solide sont étroitement liées au comportement des électrons qui le constituent. Le principal but de la théorie de la matière condensée est de résoudre le problème de la structure électronique des solides. La théorie de la structure électronique est utile à la fois pour comprendre et interpréter les résultats expérimentaux, et pour servir comme moyen de prédiction. Pour une compréhension fondamentale de la structure électronique et par conséquent des propriétés des matériaux, les théoriciens ont développé des méthodes basées sur des modèles dits : semi-empiriques. De tels modèles comportent souvent de nombreux paramètres ajustables aux données expérimentales.
D’autres méthodes de calcul plus rigoureuses et plus sophistiquées dites ab-initio, basées sur la théorie quantique fondamentale, utilisent seulement les constantes atomiques comme paramètres d’entrées pour la résolution de l’équation de Schrödinger. Ces méthodes sont devenues aujourd’hui un outil de base pour l’étude des propriétés structurales, électroniques, mécaniques, optiques,… des molécules et des matériaux. Elles sont aussi un outil de choix pour l'étude de certains effets difficiles ou impossibles de déterminer par voie expérimentale et pour la prédiction de nouveaux matériaux, et elles ont parfois pu remplacer des expériences très coûteuses ou même irréalisables en laboratoire.
Ces travaux ont pour but de contribuer à la détermination des propriétés structurales, électroniques, optiques et thermodynamiques des matériaux avancés spécialement : les alliages binaires et ternaires. Cela explique pourquoi, dans des sujets divers, l’étude de ces propriétés suivie de calcul théorique, puis numérique, suivie à son tour de la confrontation à l’expérience, est une démarche de base.
La simulation des matériaux est également devenue le soutien des travaux de nombreuses disciplines (la physique, l'électronique, la chimie, la biologie, l'écologie, …etc.).