Комп'ютерне моделювання фізичних процесів, частина 2
Спеціальність: Прикладна фізика та наноматеріали
Код дисципліни: 6.105.01.E.054
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Прикладна фізика і наноматеріалознавство
Лектор: професор, докт. фіз.-мат. наук Брик Тарас Михайлович
Семестр: 8 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання: - знати математичні основи методів першопринципної молекулярної динаміки та теорії функціоналу густини;
- знати межі застосування теорії функціоналу густини;
- знати методи мінімізації функціоналу густини;
- знати особливості застосування псевдопотенціалів у першопринципному моделюванні;
- вміти застосовувати методи першопринципного комп’ютерного моделювання до опису електронних та динамічних властивостей реальних фізичних систем.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: – пререквізити: квантова механіка, статистична фізика, основи програмування, комп'ютерне моделювання фізичних процесів, ч.1 ;
– кореквізити: фізика структурно невпорядкованих систем.
Короткий зміст навчальної програми: Одноелектронне наближення. Поняття адіабатичності для електронних станів. Метод Хартрі-Фока. Функціонал Кона-Шема. Поняття обмінно-кореляційного потенціалу. Електронний спектр. Самоузгодження по електронній густині. Поняття псевдопотенціалу. Модельні та першопринципні псевдопотенціали. Спіново-залежні функціонали густини. Локальне та градієнтне наближення функціоналу густини. Поняття енергетичної поверхні Борна-Опенгеймера. Сили Гелмана-Фейнмана. Метод Кар-Парінелло. Початкові конфігурації для іонної та електронної підсистем. Фіктивна динаміка електронних ступенів вільності. Ансамблі у першопринципній молекулярній динаміці. Розрахунки електронного спектру та фононних частот у методі Кар-Парінелло. Молекулярна динаміка Борна-Опенгеймера.
Методи та критерії оцінювання: Екзамен, захист лабораторних робіт, контрольна робота, захист індивідуального науково-дослідного завдання;
– поточний контроль (20 %): опитування на лабораторних заняттях, захист звітів (20%);
- підсумковий контроль (80%): іспит – письмова компонента (50%), усна компонента (30%).
Рекомендована література: 1. R. G. Parr, W. Yang. Density-functional theory of atoms and molecules. Oxford University Press, Oxford, 1989.
2. Н.Марч, В.Кон, П.Вашишта. Теория неоднородного электронного газа. “Мир”, Москва, 1987.
3. А.М. Сатанин. Введение в теорию функционала плотности. Издательство Нижегородского университета, Нижний Новгород, 2009.
4. D.Frenkel, B.Smit. Understanding Molecular Simulation. Academic Press. SanDiego, 1996.