Výpočtová fyzika a návrh materiálů

Sylabus

I. Přehled - co lze spočítat z prvotních principů, výhody / nevýhody

II. Společný formalismus:

- Mnohočásticový problém - DFT, korelace, různé funkcionály

- Poruchový počet, Greenovy funkce

- Těsná vazba (TB), otevřené systémy

- Substituční neuspořádanost - různé aproximace

III. Ab initio metody, volba báze a potenciálů:

- Linearizace vs. přístup Korringa-Kohn-Rostoker (KKR)

- Lineární muffin-tinové orbitaly (LMTO),

- Linearizované rozšířené rovinné vlny (LAPW),

- Rozšířené sférické vlny (ASW),

- Lineární kombinace atomových orbitalů (LCAO)

- Plný potenciál vs. sféricky symetrický potenciál

- Pseudopotenciály

IV. Aplikace - veličiny, jejich závislosti:

- Hustota stavů, pásová struktura

- Celková energie, rovnovážný objem a mřížková konstanta

- Lokální magnetické momenty, výměnné interakce, spinové struktury, Curiova teplota

- Transport: balistický/difuzní, vodivost, spintronika, optické vlastnosti

V. Práce s programy:

- WIEN2k ((L)APW + local orbitals)

- program na bázi TB-LMTO metody

Anotace

Výpočty elektronové struktury z prvotních principů (ab initio)

− teoretické základy (Mnohočásticový problém, poruchový počet, Greenovy funkce, těsná vazba, otevřené systémy, substituční neuspořádanost),

− možnosti uplatnění pro predikci vlastností reálných materiálů (struktura a hustota, magnetická struktura, transportní vlastnosti)

− ab initio metody (KKR, LCAO, LAPW, LMTO, ASW)

− aktivní práce s příslušnými programy (WIEN2k, elk, TB-LMTO) pro 1. a 2. nmgr nebo pro doktorandy