Datos generales

• Plan de estudios: 0364 - MAESTRÍA EN MODELADO Y SIMULACIÓN. 2014-1S
• Créditos: 4.0

Grupos

Tabla información sobre los grupos de la asignatura

Actividad	Grupo	Periodos	Horarios	Aula	Profesor/Tutor

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Contenidos

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

Presentación

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.

Objetivo de Aprendizaje

Aprender las bases del modelado computacional de moléculas y sólidos en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT).

Contenidos Temáticos

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.

Evaluación Formativa

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.

Bibliografía Básica Obligatoria

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.