MH2426 Kvantmekaniska datorberäkningar för nanosystem 7,5 hp

Quantum Engineering Computations for Nanosystems

Kursomgång och genomförande

Kursomgångar saknas för tidigare och kommande terminer, samt för innevarande termin.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

Repetition av grundläggande kvantmekanik och fasta tillståndets fysik (operatörer, Schrödinger-ekvationen, förväntningsvärden, atomorbitaler, lösa Schrödingerekvationen i sfäriska koordinater, variational kalkyl, Blochs teorem, Bravais gitter, ömsesidig utrymme, bandstruktur, k-poäng). Elektron-elektron växelverkan. Exchange. Korrelation. Single-partikel modell. Effektiv potential. Homogena elektron gas. Thomas-Fermi modellen. Funktionell derivat. Teoretiska grunderna av DFT. Kohn-Sham ekvation. DFT modeller för heliumatomen och numeriska lösningar av denna (i Matlab) med finita differensmetoder. Beräkning och analys av enklare materialegenskaper med hjälp av ett DFT programpaket. Bedömning av osäkerheten i beräkningarna. Begreppen självkonsekvens och enhetlighet i DFT beräkningar. Begränsningar av DFT beräkningar. State-of-the-art tillämpningar av DFT beräkningar.

Lärandemål *

När du är klar med den här kursen kommer du att kunna utföra DFT beräkningar av vissa enklare materialegenskaper (t.ex. täthet, bulk modulus, bandgap). Du kommer också att kunna analysera resultaten av dina beräkningar, och förstå begränsningarna i DFT beräkningar. För att göra det, måste du kombinera dina datorkunskaper (Matlab, Linux) med din kunskap om kvantmekanik, atomfysik, numeriska metoder och fasta tillståndets fysik. Du får också "state-of-the-art" information om tillämpningar av DFT beräkningar.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

IF1621 Kvantmekanik I, eller liknande:

  • Quantum mechanics or quantum physics, introductory level.
  • Solid state physics or semiconductor physics, introductory level
  • Numerical methods, introductory level

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Jos Thijssen, “Computational Physics”, Cambridge University Press, 2007.

Richard M. Martin “Electronic Structure, Basic Theory and Practical Methods”, Cambridge University Press, 2004.

Examination och slutförande

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

  • HEM1 - Hemuppgift, 2,0 hp, betygsskala: P, F
  • NÄR1 - Närvaro, 1,5 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 4,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg *

Besvara samtliga inlämningsuppgifter och datorövningar. Närvaro vid gästföreläsningar. Skriftlig tentamen i slutet av kursen.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Anna Delin

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb MH2426

Ges av

ITM/Materialvetenskap

Huvudområde *

Materialteknik

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Lars Bergqvist, lbergqv@kth.se, Professor Anna Delin, annadel@kth.se

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.

Övrig information

Ersätter kursen MH2425