Översikt, grunden för statistisk fysik, Molekylärdynamik, Monte Carlo metoder, översikt av kvantmekaniken, bandstruktur, Ferminivå, kemiska bindningens natur, densitetsfunktionell teori, beräkning av strukturell stabilitet av metaller och legeringar och energi för olika defekter. Beräkning av mekaniska och elektriska egenskaper, simulering av fasövergångar. Noggrannhet och begränsningar hos tekniken. Översikt över programvaror.
FMH3704 Kvantmetallurgi- Ab- initio beräkningsverktyg för materialvetenskap 6,0 hp
Materialvetenskapen förändras ganska snabbt nuförtiden. Den ständigt ökande datorkraften möjliggör detaljerade studier av material i olika rumsliga och temporära skalor. I en sådan hierarkisk modellering är en skala verkligen speciell: en atomskala på den elektroniska strukturnivån. Detta är utgångspunkten för alla andra skalor och det är här som exakt fysisk teori kan tillämpas för att lära sig vad som händer i material i detalj, och se sådant som inte är tillgängligt med andra teoretiska och experimentella verktyg.
Första-principmetoderna är inte bara standardverktyg för en djupgående undersökning i materialvetenskap idag, utan de blir även en viktig komponent i en intelligent design av nya material i industrin.
Denna kurs ska betraktas som en INLEDNING i fältet för första-principberäkningar, i syfte att sprida kunskap (inte legender) om denna typ av beräkningsverktyg.
Huvudfokus ligger vid att förstå den allmänna idén bakom första-principmetoderna, deras svaga och starka sidor, lösta och olösta problem. Studenten kommer att lära sig vilken typ av materialvetenskapsproblem som kan hanteras med hjälp av första-principmetoder och hur sådana metoder kan användas. Vad som är möjligt och pålitligt och vad som fortfarande inte är det.
(Bilden är konstverket "Quantum corral" av Julian Vass-Andrea, som representerar elektrondensitetsvågen av Fe-atomer på Cu-ytan. Kreditera: www.JulianVossAndreae.com)
Välj termin och kursomgång
Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.
Kursval
Gäller för kursomgång
HT 2023 Start 2023-10-30 programstuderande
Anmälningskod
51538
Rubriker med innehåll från kursplan FMH3704 (VT 2019–) är markerade med en asterisk ( )
Innehåll och lärandemål
Kursinnehåll
Lärandemål
Efter avslutad kurs kommer studenten att veta hur man:
- identifierar materialvetenskapliga problem där den kvantmetallurgiska strategin kommer att vara användbar.
- formulerar materialvetenskapliga problem på ett sätt så att de blir tillgängliga för den kvantmetallurgiska strategin
- samverkar med experter för att utföra beräkningar med hjälp av kvantmetallurgiska strategin
- beräknar energi för olika defekter.
- samverkar med experter för att beräkna mekaniska och elektriska egenskaper.
- förutsäger beteendet för små system genom att använd den kvantmetallurgiska strategin
- samverkar med experter för att beräkna vissa kinetiska egenskaper.
- uppskattar noggrannhet och begränsningar hos tekniken.
Kurslitteratur och förberedelser
Särskild behörighet
Antagen till forskarutbildning
Rekommenderade förkunskaper
Fysik minst 6 hp (SK1117), eller motsvarande.
Materialfysik, eller motsvarande.
Grundläggande ingenjörsmatematik med differentialekvationer.
Utrustning
Ingen information tillagd
Kurslitteratur
R. Martin, “Electronic Structure. Basic theory and Practical Method
D.G. Pettifor, “Bonding and Structure of Molecules and Solids”.
Examination och slutförande
När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.
Betygsskala
P, F
Examination
- INL1 - Inlämningsuppgift, 6,0 hp, betygsskala: P, F
Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.
Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.
Möjlighet till komplettering
Ingen information tillagd
Möjlighet till plussning
Ingen information tillagd
Examinator
Etiskt förhållningssätt
- Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
- Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
- Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.
Ytterligare information
Kursrum i Canvas
Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.
Ges av
Huvudområde
Denna kurs tillhör inget huvudområde.
Utbildningsnivå
Forskarnivå
Påbyggnad
Ingen information tillagd
Kontaktperson
Andrei Ruban (ruban@kth.se)