10302 Elektronstrukturmetoder i materialefysik, kemi og biologi

2021/2022

Kursusinformation
Electronic Structure Methods in Material Physics, Chemistry and Biology
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
F5 (ons 8-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og opgaver/projekter.
13-uger
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , intern bedømmelse
10112/10303 , Kurset anvender kvantemekanik herunder visse forholdsvis avancerede begreber som anden kvantisering. Derudover anvender mange beregninger begreber fra faststoffysikken som Blochs teorem og det reciprokke gitter. Programmeringssproget Python anvendes i kurset.
Kristian Sommer Thygesen , Lyngby Campus, Bygning 309, Tlf. (+45) 4525 3188 , thygesen@fysik.dtu.dk
Karsten Wedel Jacobsen , Lyngby Campus, Bygning 309, Tlf. (+45) 4525 3186 , kwj@fysik.dtu.dk
10 Institut for Fysik
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
At give den studerende et indblik i moderne elektronstrukturmetoder inden for teoretisk fysik med særlig vægt på beskrivelser af materialer, molekyler og biomolekyler på det atomare niveau.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare grundlaget for tæthedsfunktionalteori, Hohenberg-Kohn teoremerne og Kohn-Sham ligningerne
  • Identificere de nødvendige antagelser og parametre for forskellige implementationer af tæthedsfunktionalteori
  • Forklare definitionen af exchange-correlation energien og kende til forskellige niveauer af approksimationer til xc-funktionalet
  • Læse og forklare moderne litteratur på området således at der kan holdes et foredrag på baggrund af en udvalgt artikel
  • Identificere problemer i fysik, kemi og biologi hvor tæthedsfunktionalteori kan anvendes
  • Anvende ASE-computerprogrammet til at udføre simuleringer af testsystemer
  • Definere et eget forskningsprojekt og lave de relevante computersimuleringer
  • Skrive en rapport på baggrund af resultaterne fra projeket
Kursusindhold
Kurset vil give en oversigt over en række metoder til løsning af det kvantemekaniske elektronstrukturproblem. Følgende emner vil blive berørt: Interatomare vekselvirkninger, det kvantemekaniske mangeelektronproblem, tæthedsfunktionalteori, approksimative totalenergimetoder, anvendelser inden for overflade- og materialefysik, kemi samt i biologien.
Litteraturhenvisninger
Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules, by Jorge Kohanoff (Cambridge Univ. Press, 2006), ISBN-13 978-0-521-81591-8
Sidst opdateret
21. april, 2021