DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Electronic Structure and Computational Modeling - F

Ano letivo: 2014-2015
Specification sheet

Specific details
course codecycle os studiesacademic semestercredits ECTSteaching language
2003342116pt *)

*) N.B.  if there are students who do not speak Portuguese the language is English.

Learning goals
Importância central:

Conhecimentos aprofundados de física (estrutura electrónica de átomos, moléculas e sólidos e familiaridade com as principais técnicas de cálculo de primeiros princípios)
Compreensão teórica dos fenómenos físicos (incluindo a descrição quântica das propriedades da matéria)
Resolução de problemas específicos da área em questão

Importância secundária:

Capacidade de actualização
Capacidade para procurar e utilizar bibliografia
Estar familiarizado com as fronteiras de investigação
Syllabus
Molecular orbitals. Huckel's molecular orbital method.
Linear combination of atomic orbitals (LCAO).
Minimum energy principle, variational methods.
Interpretation of molecular orbitals.
The Hartree-Fock method. Roothan equations.
The H2 molecule.
Density functional theory.
Khon-Sham equations.
Exchange and correlation functionals.
Electronic structure of atoms. Pseudopotentials.
Electronic structure calculations.
Electronic structure of crystals, methods using reciprocal space calculations: plane wave methods.
Calculations in real space: grid methods.
The tight binding method.
Solution of Kohn-Sham equations using a basis set of localised functions.
APW, MTO and KKR methods.
LAPW and LMTO methods.
Prerequisites
Generic skills to reach
. Competence in analysis and synthesis;
. Competence to solve problems;
. Critical thinking;
. Competence in autonomous learning;
. Competence in applying theoretical knowledge in practice;
. Competence in organization and planning;
. Competence in oral and written communication;
. Competence in information management;
. Competence to communicate with people who are not experts in the field;
. Creativity;
(by decreasing order of importance)
Teaching hours per semester
lectures30
laboratory classes30
total of teaching hours60

Assessment
Problem solving60 %
Synthesis work thesis40 %

Bibliography of reference
Electronic Structure, Richard M. Martin, Cambridge University Press, 2004
Atomic and Electronic Structure of Solids, Efthimios Kaxiras, Cambridge University Press, 2003
Hückel Theory for Organic Chemists, C. A. Coulson, B. O'Leary, R. B. Mallion, Academic Press, 1978
Teaching method

Alguns dos tópicos serão abordados de forma expositiva, outros serão propostos ao estudante para desenvolvimento autónomo, após uma breve introdução nas aulas.

Os alunos farão um conjunto de trabalhos computacionais na área.

Os alunos deverão consultar bibliografia especializada sobre alguns dos tópicos cobertos pelo programa.
Resources used
Laboratório de Computação Avançada