Periodo académico 2020-1S
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Los modelos computacionales de la materia condensada y de sistemas moleculares juegan hoy en día un papel muy importante tanto en la comprensión de fenómenos fundamentales como en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas. Estos modelos descansan en los pilares teóricos proporcionados por la mecánica cuántica, la física atómica y molecular y la física del estado sólido. En la primera parte de este curso se presentarán los conceptos básicos de estas ramas de la física. En la segunda parte se presentará la teoría del funcional de la densidad, haciendo énfasis en su implementación computacional. Se desarrollarán algunos modelos para sistemas moleculares y sólidos paradigmáticos.
Aprender las bases del modelado computacional de moléculas y sólidos en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT).
Temas por semana
1. Modelos clásicos de las moléculas. Introducción a la dinámica
molecular.
2. Conceptos básicos de mecánica cuántica. Los postulados de la mecánica
cuántica.
3. Conceptos básicos de la física de sólidos: Red real y red recíproca.
4. Metales: El modelo de electrones libres
5. De los átomos a los materiales. Usando la mecánica cuántica para
describir los enlaces químicos: La estabilidad de moléculas y sólidos, y su
estructura electrónica.
6. El modelo de enlace fuerte (Tight-binding).
7. Introducción a la DFT I.
8. Introducción a la DFT II.
9. Introducción a la DFT III (aspectos computacionales)
10. Introducción a la DFT IV (aspectos computacionales)
11. Sesión práctica sobre cálculos con DFT. Estudios de convergencia.
12. Sesión práctica sobre cálculos con DFT. Optimización estructural de
moléculas y sólidos.
13. Sesión práctica sobre cálculos con DFT. Cálculo de estructura de
bandas en cristales.
14. Funciones de respuesta de materiales.
15. Sesión de preguntas sobre el parcial (trabajo) final
16. Entrega de trabajos finales.
Durante la clase se expondrán los temas y contenidos del curso y se dejarán
lecturas y tareas que deben ser abordadas por los estudiantes antes de la
siguiente clase. Cubrir ese material es de vital importancia para garantizar
que la clase sea constructiva y aporte al aprendizaje de las ideas presentadas.
Cada semana se dejarán tareas que tendrán una valoración del 50 % de la
nota. Habrá dos evaluaciones parciales, una a mediados de semestre y otra al
final con una ponderación del 25% cada una. La evaluación final consiste de un
proyecto sencillo de aplicación de los conceptos y técnicas aprendidas en el
curso.
1. Materials Modelling using Density Functional Theory. Properties and
Predictions. Feliciano Giustino, Oxford University Press, 2014.
2. Introducción a la física del estado sólido. Charles Kittlel, Wiley,
2004.
3. Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods, Richard M.
Martin, Cambridge University Press, 2004.