Estrutura Eletrónica e Modelação Computacional
1
2021-2022
02003342
Física
Português
Inglês
Presencial
Semestral
6.0
Obrigatória
2º Ciclo - Mestrado
Conhecimentos de Base Recomendados
Conhecimentos de base de Mecânica Quântica e Física Atómica.
Métodos de Ensino
Nas aulas teóricas será exposta a matéria, ilustrando sempre que possível as matérias do programa com exemplos práticos. Algumas das demonstrações matemáticas não serão feitas na aula mas serão deixadas para estudo autónomo em casa, pelos alunos, seguindo a bibliografia recomendada. Estes pequenos "problemas teóricos" são contabilizados na avaliação, tal como os problemas computacionais.
As aulas práticas serão totalmente dedicadas à resolução de problemas específicos utilizando modernas ferramentas computacionais para o cálculo da estrutura electrónica de átomos, moléculas e sólidos.
Resultados de Aprendizagem
Objetivos:
Importância central:
Conhecimentos aprofundados de física (estrutura electrónica de átomos, moléculas e sólidos e familiaridade com as principais técnicas de cálculo ab-initio)
Compreensão teórica dos fenómenos físicos (incluindo a descrição quântica das propriedades da matéria)
Resolução de problemas específicos da área em questão, utilizando ferramentas computacionais
Importância secundária:
Capacidade para procurar, de forma guiada, bibliografia relevante.
Estar familiarizado com o "estado da arte" da teoria e métodos computacionais para o cálculo da estrutura electrónica
Competências:
Competência de análise, síntese e raciocínio crítico na resolução de problemas específicos. Capacidade de organização e planeamento das melhores estratégicas aplicando ferramentas teóricas e computacionais de forma criativa; capacidade crítica de análise dos resultados.
Estágio(s)
NãoPrograma
Método das Orbitais Moleculares de Huckel.
LCAO.
Princípio da energia mínima, métodos variacionais.
Interpretação das orbitais moleculares.
Método de Hartree-Fock.
Troca.
Equações de Roothan.
A molécula de H2.
Teoria dos funcionais da densidade.
Teorema de Hohenberg-Kohn.
Equações de Kohn-Sham.
Funcionais de troca e correlação.
Solução das equações de Kohn-Sham.
Estrutura electrónica de átomos; pseudopotenciais.
Determinação da estrutura electrónica.
Sólidos cristalinos, cálculos em espaço recíproco: método das ondas planas.
Cálculos em espaço real: métodos de grelha.
Método da ligação forte.
Solução das equações de Kohn-Sham em bases de funções localizadas.
APW, MTO e KKR.
LAPW, LMTO.
Docente(s) responsável(eis)
Fernando Manuel Silva Nogueira
Métodos de Avaliação
Avaliação
Resolução de problemas: 50.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 50.0%
Bibliografia
Modern Quantum Chemistry, Introduction to advanced electronic structure theory, A. Szabo & N .S. Ostlund, 1996, Dover ISBN: 0486691861
Electronic Structure, Basic Theory and Practical Methods, R.M. Martin, Cambridge University Press, 2004 ISBN: 0521534402
C. Fiolhais et al. (eds.), A Primer in Density Functional Theory, Springer, 2003 ISBN: 978-3-540-37072-7.