Chaque substance chimique, minérale ou moléculaire solide, liquide ou polymère, utile ou nocive, a une signature Raman distincte. Ainsi, la spectroscopie Raman offre un moyen unique et sans ambiguïté pour l’identification de phase. La méthode est non destructive, bon marché et rapide.

Ce projet vise à construire une base de données en ligne librement accessible des spectres Raman calculés pour les minéraux. La base de données fournit pour chaque minéral les spectres Raman calculés à la fois avec la position et l’intensité des pics, mais aussi la fréquence, l’affectation de symétrie et les modèles de déplacement atomique pour tous les modes de vibration centre-zone et donne les tenseurs Raman.

La base de données contient des informations supplémentaires sur les structures cristallines, les spectres infrarouges, la comparaison des spectres monocristallin et de poudre, ainsi que d’autres propriétés physiques des minéraux. Le public cible est les scientifiques et les laboratoires de recherche, les musées et les écoles, les petites et moyennes entreprises.

Dans notre projet, nous créons un ensemble complet de données spectrales de haute qualité à partir de minéraux bien caractérisés et nous développons la technologie pour partager ces informations avec le monde. Nos données calculées et collectées fournissent des normes pour les minéralogistes, les géoscientifiques, les gemmologues et le grand public pour l’identification des minéraux à la fois sur terre et pour l’exploration planétaire.

Les spectres Raman sont tracés de manière interactive, l’utilisateur pouvant visualiser à la fois les spectres monocristallins et les spectres de poudre et également personnaliser les tracés en les redimensionnant, en les colorant, etc. Les informations concernant les spectres peuvent être téléchargées gratuitement. La base de données contient également des tableaux statiques pour présenter les informations sur la structure cristalline, pour lister la fréquence et l’identification de symétrie des différents modes dans le centre de zone et pour rapporter les tenseurs Raman. Des animations interactives basées sur jmol illustrent les modèles de déplacement atomique des différents modes. Avec le temps, des fonctionnalités supplémentaires sont ajoutées, comme les spectres infrarouges dépendants de l’orientation, la visualisation interactive des spectres monocristallins, etc.

Nous effectuons les calculs des premiers principes à l’aide du package ABINIT. ABINIT est un progiciel dont le programme principal permet de trouver l’énergie totale, la densité de charge et la structure électronique des systèmes constitués d’électrons et de noyaux (molécules et solides périodiques) dans la théorie de la densité de fonctions (DFT), en utilisant des pseudopotentiels et une base en ondes planes. ABINIT comprend également des options pour optimiser la géométrie en fonction des forces et contraintes DFT, à savoir trouver la structure cristalline théorique stable, générer des propriétés dynamiques (vibrations – phonons), comme les spectres Raman et infrarouge, calculer la diélectrique, la mécanique ou la thermodynamique propriétés, etc. ABINIT est disponible via une licence publique générale GNU (GPL): la source du code est librement accessible et toutes les contributions du domaine public sont mises à la disposition de toute la communauté des développeurs et des utilisateurs.