英国功能材料与界面建模CHEM454Modelling of Functional Materials and Interfaces课程介绍

功能材料与界面建模

CHEM454

Modelling of Functional Materials and Interfaces

学习目标

课程内容：

本课程研究了功能材料和界面的现代计算化学方法和概念。这些方法将主要涉及电子结构的密度泛函理论方法，同时涵盖了结合力场的波函数方法和经典分子动力学方法。学生将理解计算模型如何用于功能材料和界面的研究和开发，并评估这种计算模型的结果。

关键主题：

1、密度泛函理论和经典分子动力学方法在功能材料和界面建模中应用的一些示例。

2、从波函数方法，如Hartree-Fock、MP2，到密度泛函理论方法，如特别针对氢分子的说明。

3、密度泛函理论的关键成分，如动能、静电能和交换相关能以及Kohn-Sham单电子态。

4、交换相关泛函的近似值：LDA、GGA、混合泛函等，以及自相互作用误差。

5、周期结构中的电子：布洛赫态、倒易空间和能带。

6、定域和平面波基组。对应哈密顿矩阵的构造和对角化。Tight binding/Huckel。

7、周期结构中电子的一些例子：固体和界面。皮尔斯失真。

8、总能量、力和几何优化。

9、原子间力和分子力的起源：静电力、共价键、氢键、范德华力。

10、经典分子动力学。数值求解牛顿运动方程。恒温器。

学习成果：

顺利完成本课程后，学生将能够：

1、描述波函数与密度方法的作用和优点。

2、描述密度泛函理论的一些基本概念，如：交换相关泛函。

3、获得对周期性结构中电子行为的基本理解。

4、在一些简单的情况下应用Tight binding/Huckel。

5、描述从总能量和总作用力的计算中可以学到什么。

6、描述原子间力和分子力的起源，并将这些与电子结构联系起来。

7、描述经典分子动力学和恒温器的基础知识。

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