Foto personale

Pagina personale di Alice RUINI

Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica

Contenuti Insegnamento: Laboratory of Computational Quantum Mechanics

Corso di studio: PHYSICS – FISICA (D.M.270/04) (offerta formativa anno 2017)
  • CFU: 6
  • SSD: FIS/03

Obiettivi formativi

Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso lo studente avrà la capacità di analizzare semplici situazioni fisiche relative alla statica e dinamica dei corpi solidi infinitamente estesi o delimitati da superfici o molecole. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di impostare simulazioni dinamiche per cristalli semplici, scegliendo i codici di calcolo piu' appropriati. Autonomia di giudizio: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di individuare autonomamente le strategie risolutive di problemi fisici anche in ambiti non esplicitamente trattati nel corso. Abilità comunicative: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di relazionare relativamente ai risultati di simulazioni numeriche di materiali, usando un linguaggio specialistico adeguato. Capacità di apprendimento: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di analisi dei problemi di fisica che si riscontrano in ambiti disciplinari anche non fisici e la messa in opera di opportune strategie risolutive.

Prerequisiti

Gli studenti devono avere conoscenza delle basi della Struttura della Materia e della Fisica dello Stato Solido.

Programma del corso

Richiami sulla teoria di Hartree e Hartree Fock per lo studio dei livelli energetici e densita` di carica negli atomi e molecole. Il teorema di Hoenberg-Kohn. Il metodo del Funzionale Densita`. I principali funzionali di scambio e correlazione usati nelle applicazioni Il metodo dello Pseudopotenziale I principali tipi di pseudopotenziale usati nelle applicazioni Le principali tecniche di calcolo degli pseudopotenziali Applicazioni numeriche con codici di calcolo open-source della teoria del funzionale densita' Studio delle bande energetiche nei solidi estesi Studio delle bande elettroniche nei solidi delimitati da superfici. livelli energetici nelle molecole. Proprieta' stutturali e vibrazionali dei solidi.

Testi di riferimento

R M Dreizler e E K U Gross, Density Functional Theory, Springer 1990 H Eschrig, The Fundamentals of Density Functional Theory, Teubener Verlagsgesellschaft, 1996 R G Parr e W Yang, Density Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, 1989 P Giannozzi, Appunti per il corso di Metodi Numerici in Struttura Elettronica, Universita' di Udine, 2008

Metodi Didattici

Lezioni partecipate per lo sviluppo della parte teorica. Attività di laboratorio guidata per la parte di calcolo numerico. Ricevimento: Lunedi 14-16 o su appuntamento richiesto via e-mail.

Verifica dell'apprendimento

La verifica del profitto avverrà tramite esame che consiste nella presentazione/discussione orale di una relazione scritta su un argomento del corso. Modalità per studenti lavoratori: gli studenti lavoratori che non possono frequentare le lezioni devono comunicarlo al docente e possono studiare gli argomenti sui libri di testo consigliati.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite le lezioni in aula e il materiale didattico eventualmente fornito al termine del corso lo studente avrà le conoscenze di base della della teoria del Funzionale Densità e delle sua applicazioni. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite le esercitazioni numeriche effettuate in aula al termine del corso lo studente sarà in grado di applicare queste conoscenze a problemi di fisica che convolgono i contenuti citati. Autonomia di giudizio: Grazie alla varietà di esempi forniti al termine del corso lo studente sarà in grado di riconoscere in modo autonomo gli approcci descrittivi e i metodi di calcolo appropriati ai diversi tipi di problemi di fisica moderna. Abilità comunicative: Grazie alle discussioni con il docente e il colloquio finale al termine del corso lo studente sarà in grado di relazionare oralmente sugli argomenti presentati nel corso con un linguaggio tecnico e formalismo appropiati. Capacità di apprendimento: Lo studio, in buona parte eseguito su testi in lingua inglese, permetterà lo sviluppo di abilità di apprendimento autonomo e di approfondimento di argomenti collaterali a quelli presentati nel corso.