Informações da Disciplina

 Preparar para impressão 

Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola de Engenharia de Lorena
 
Engenharia de Materiais
 
Disciplina: LOM3256 - Tópicos em Cálculo de Estrutura Eletrônica
Methods of electronic structure calculation

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2023 Desativação:

Objetivos
Propiciar ao aluno uma visão básica sobre os principais métodos de determinação teórica da estrutura eletrônica dos materiais, com enfoque em sólidos cristalinos, mas também em materiais bidimensionais e nanoestruturados.
O principal método de cálculo a ser empregado no curso será a Teoria do Funcional da Densidade
(Density Functional Theory, DFT), em algumas de suas muitas variantes. Ao final do curso, o aluno estará apto a determinar propriedades dos materiais como estruturas de bandas, densidades de estados, superfícies de Fermi e constantes elásticas, usando um ou mais dos métodos e códigos computacionais apresentados em aula.
 
Provide the student with a basic view of the main methods of theoretical determination of the electronic structure, focusing on crystalline solids, but also on molecules, two-dimensional materials and nanostructured materials. The main calculation method to be used in the course will be the Density Functional Theory (DFT), in some of its many variants. At the end of the course, the student will be able to determine material properties such as band structures, densities of states, elastic constants, and Fermi surfaces, using one or more of the methods and computer codes presented in class.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
1176388 - Luiz Tadeu Fernandes Eleno
 
Programa Resumido
Revisão de mecânica quântica; Revisão de física do estado sólido; Método de Hartree-Fock; Teoria do funcional da densidade; Métodos de ondas planas e pseudo-potenciais; Códigos computacionais
 
Review of Quantum Mechanics; Review of Solid State Physics; Hartree-Fock Method; Density Functional Theory; Plane and pseudopotential wave methods; computer codes
 
 
Programa
Revisão de mecânica quântica
o Equação de Schrödinger
o Átomo do hidrogênio e orbitais atômicos
o Notação de Dirac
o Princípio variacional
o Combinação linear de orbitais atômicos
Revisão de física do estado sólido
o Espaço direto e recíproco
o Teorema de Bloch
o Zona de Brillouin
o Bandas de energia e densidade de estados
o Energia de Fermi e superfície de Fermi
o Aproximação de elétrons livres
Método de Hartree-Fock
o Determinantes de Slater
o Equação de Hartree-Fock
o Potencial de troca e correlação
o Algoritmo autoconsistente
Teoria do funcional da densidade
o Teoremas de Hohenberg-Kohn
o Equações de Kohn-Sham
o Funcionais de troca e correlação: LDA, GGA, etc.
Métodos de ondas planas e pseudo-potenciais
o Bases de ondas planas
o Pseudo-potenciais
o Bases de ondas planas aumentadas e linearizadas
o Método FP-LAPW
Códigos computacionais
o Quantum Espresso
o Elk
o Wien2k
o VASP
 
• Review of quantum mechanics: Schrödinger's equation; Hydrogen atom and atomic orbitals; Dirac notation; Variational principle; Linear combination of atomic orbitals. • Solid state physics review: Direct and reciprocal space; Bloch's Theorem; Brillouin zone; Energy bands and density of states; Fermi energy and Fermi surface; Free electrons Approximation. • Hartree-Fock method: Slater determinants; Hartree-Fock equation; Exchange and correlation potential; Self-consistent algorithm. • Density functional theory: Hohenberg-Kohn theorems; Kohn-Sham equations; Exchange and correlation functionals: LDA, GGA, etc. • Plane and pseudopotential wave methods: Plane wave bases; Pseudo-potentials; • Augmented and linearized plane wave bases: FP-LAPW method. • Computer codes: NWCHEM, Quantum Espresso, , Wien2k, exciting, VASP, etc.
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas, trabalhos e exercícios comentados.
Critério
Média aritmética de trabalhos propostos ao longo do curso.
Norma de Recuperação
Não haverá exame de recuperação
 
Bibliografia
     
GRIFFITHS, D. J., Mecânica Quântica, Pearson.
ASHCROFT, N. W. Solid State Physics, Saunders College.
KITTEL, C. Introduction to Solid State Physics. John Wiley & Sons.
SUTTON, A. P. Electronic Structure of Materials, Oxford.
MORGON, N. H. e COUTINHO, K. (eds), Métodos de Química teórica e modelagem molecular, Livraria da Física
Editora.
VIANNA, J. D. M., FAZZIO, A., CANUTO, S., Teoria Quântica de moléculas e sólidos, Livraria da Física Editora.
COTTENIER, S. Density Functional Theory and the Family of (L)APW-methods: a step-by-step introduction
(apostila, disponível online)
THIJSSEN, J. M. Computational Physics, Cambridge.
TADMOR, E. B., MILLER, R. E. Modeling Materials – Continuum, atomistic and multiscale techniques,
Cambridge.
 

Clique para consultar os requisitos para LOM3256

Clique para consultar o oferecimento para LOM3256

Créditos | Fale conosco
© 1999 - 2024 - Superintendência de Tecnologia da Informação/USP