PřF:C8400 Kvantová chemie pevných látek - Informace o předmětu
C8400 Kvantová chemie pevných látek, výpočty elektronové struktury
Přírodovědecká fakultajaro 2006
- Rozsah
- 2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
- Vyučující
- prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc. (přednášející)
- Garance
- prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc. - Předpoklady
- Absolvování zkoušky z pedmtu Fyzikální chemie.
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
- Cíle předmětu
- Pednáška se týká základ teorie a výpot elektronové struktury pevných látek. Nejprve jsou probírány principy a základní vztahy, v další fázi je pozornost vnována moderním metodám výpotu elektronové struktury a jejich aplikací vetn magnetismu, strukturní stability, mechanických vlastností, fázových diagram a mnohoúrovového modelování atomové konfigurace rozlehlých poruch v pevných látkách. Závr pednášky ze zabývá strukturou a vlastnostmi nanokrystalických materiál.
- Osnova
- Pehled základních pojm kvantové fyziky a chemie: vlnová funkce, hustota pravdpodobnosti, Schrödingerova rovnice, analýza jednoduchých kvantových systém. Základy prvoprincipielního pístupu k elektronové struktue pevných látek: Schrödingerova rovnice pro pevnou látku, Born-Oppenheimerova aproximace, teorie funkcionálu hustoty, funkcionál výmnné a korelaní energie, jeho lokální aproximace. Princip metod výpot elektronové struktury a jejich pehled (APW, OPW, LCAO, KKR, LMTO, LAPW, pseudopotenciály, KKR). Blochv teorém, aproximace tsné vazby. Úloha Greenových funkcí v teorii pevných látek, vyjádení lokální hustoty stav a nábojové hustoty pomocí Greenových funkcí. Praktická ukázka výpot elektronové struktury metodou LMTO pro tranzitivní kovy pásová struktura, hustota stav, totální energie, struktury s vyšší energií, polymorfismus kov. Výpoty elektronové struktury neuspoádaných slitin: aproximace koherentního potenciálu, píklady výsledk pro kubické a hexagonální slitiny. Výpoty elektronové struktury povrch a rozhraní: principiální vrstva, povrchová Greenova funkce, píklady výsledk pro povrchy a hranice zrn v tranzitivních kovech. Magnetismus pevných látek: jeho pvod, popis elektronových stav, Heisenbergv a Stonerv model magnetismu. Pehled základních typ magnetického chování látek (dia-, para-, fero- a antiferomagnetismus). Magnetické vlastnosti kovových multivrstev: základní vlastnosti a použití kovových multivrstev, magnetická anizotropie, výmnné interakce mezi vrstvami (interlayer exchange coupling), gigantická magnetorezistence. Význam totální energie pro studium stability a mechanických vlastností materiál: existence struktur s vyšší energií a polymorfismus, modelování konfigurace rozlehlých defekt, teoretická pevnost materiál. Multiscale modelling: od elektronových a atomárních rozmr pes mesoskopickou úrove k mechanice kontinua. Píklad: kehký lom a šíení trhliny. Využití výpot elektronové struktury pro konstrukci fázových diagram kovových systém, metoda CALPHAD. Elektronová struktura a atomová konfigurace nanokrystalických materiál. Píklad struktury nanokrystalického niklu. Úloha výpot elektronové struktury v souasné fyzice a chemii pevných látek a v materiálovém výzkumu.
- Literatura
- ATKINS, P. W. Physical chemistry. 6th ed. Oxford: Oxford University Press, 1998, xvi, 1014. ISBN 0198501013. info
- ATKINS, P. W. Fyzikálna chémia. 6. vyd. Bratislava: Slovenská technická univerzita v Bratislave, 1999, 308 s. ISBN 80-227-1238-8. info
- Electronic structure and the properties of solids : the physics of the chemical bond : Elektronnaja struktura i svojstva tverdych tel : fizika chimičeskoj svjazi. T. 2. info
- SPRINGBORG, Michael. Methods of electronic-structure calculations : from molecules to solids. Chichester: John Wiley & Sons, 2000, x, 501. ISBN 0471979767. info
- SUTTON, Adrian P. Electronic structure of materials. Oxford: The Clarendon Press, 1993, xv, 260. ISBN 0198517548. info
- HARRISON, Walter A. Electronic structure and the properties of solids :the physics of the chemical bond. 1st pub. New York: Dover Publications, 1989, xv, 586 s. ISBN 0-486-66021-4. info
- FORESMAN, J B a A FRISCH. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods. Pittsburgh: Gaussian, Inc., 1996. info
- Electronic structure and the properties of solids : the physics of the chemical bond (Orig.) : Elektronnaja struktura i svojstva tverdych tel : fizika chimičeskoj svjazi. T. 1. info
- Metody hodnocení
- Pedmt je zakonen ústní zkouškou. Bhem semestru je vyžadováno samostudium vybraných partií týkajících se elektronové struktury pevných látek. Povinnost navštvovat výuku není stanovena.
- Další komentáře
- Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
- Statistika zápisu (jaro 2006, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2006/C8400