L’activité de recherche de Francesco se base sur l’étude théorique statique et dynamique de mécanismes de réactions qui impliquent des molécules dans les états excités, comme les réactions de photochimie et de collision. Plus récemment sa recherche s’est orienté vers le développement et l’extension des nouvelles méthodes d’approximations quantiques-classiques pour résoudre l’équation de Schrödinger dépendante du temps.

En conséquence, ce travail de recherche peut être divisé en trois parties :

1) Étude statique de la chimie des états excités, faite à l’aide des méthodes de calculs quantiques très précis basés sur la fonction d’onde électronique multiconfigurationelle, telles que la méthode «complete active space self consistent field (CASSCF)» et «complete active space perturbation theory (CASPT2)», ou la méthode «théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et «théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TD-DFT)»

2) Dynamique des noyaux au cours du temps, pour étudier les propriétés dynamiques des états excités, faite à l’aide des méthodes quantique-classiques, telles que surface hopping et factorisation exacte, couplées avec des calculs «on-the-fly» pour la structure électronique.

3) Développement et perfectionnement des algorithmes de calcul pour la dynamique quantique-classique dérivés à partir de la théorie de la factorisation exacte.