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
Poslední úprava: Mikšová Kateřina, Mgr. (13.05.2019)
First-principles (ab initio) electronic structure calculations
- theoretical background (many-body problems, perturbation theory, Green
functions, tight-binding model, open systems, substitutional disorder)
- application to predict real materials' properties (structure and
density, magnetic structure, transport properties),
- ab initio methods (KKR, LCAO, LAPW, LMTO, ASW)
- handling of corresponding programs (WIEN2k, elk, TB-LMTO)
Recommended for master students or post-graduate
students.
Poslední úprava: Mikšová Kateřina, Mgr. (13.05.2019)
Deskriptory
Forma distanční výuky: přímý on-line přenos výuky konané v posluchárně + interaktivní diskuse nebo konzultace + kontrolovaná četba ze skript nebo z literatury.
Zájemce o předmět prosím o kontakt na karel.carva@mff.cuni.cz, bude předán odkaz na zoom setkání
Poslední úprava: Carva Karel, doc. RNDr., Ph.D. (02.10.2020)
Podmínky zakončení předmětu -
Podmínkou zakončení předmětu je ústní zkouška. Požadované znalosti odpovídají sylabu předmětu v rozsahu prezentovaném na přednášce.
Poslední úprava: Carva Karel, doc. RNDr., Ph.D. (11.05.2022)
The course is completed by passing oral exam. Exam requirements follow the subject syllabus as presented during lectures.
Poslední úprava: Carva Karel, doc. RNDr., Ph.D. (11.05.2022)
Literatura -
1. I. Turek, V. Drchal, J. Kudrnovský, M. Šob, P. Weinberger, Electronic Structure of Disordered Alloys, Surfaces and Interfaces, Kluwer, Boston, 1997.
2. A. Gonis, Theoretical Materials Science, Materials Research Society, Warrendale, PA, 2000
3. WIEN2k user guide: http://www.wien2k.at/reg_user/textbooks/usersguide.pdf
Poslední úprava: CARVA/MFF.CUNI.CZ (20.09.2009)
1. I. Turek, V. Drchal, J. Kudrnovský, M. Šob, P. Weinberger, Electronic Structure of Disordered Alloys, Surfaces and Interfaces, Kluwer, Boston, 1997.
2. A. Gonis, Theoretical Materials Science, Materials Research Society, Warrendale, PA, 2000
3. WIEN2k user guide: http://www.wien2k.at/reg_user/textbooks/usersguide.pdf
Poslední úprava: CARVA/MFF.CUNI.CZ (20.09.2009)
Požadavky ke zkoušce
Požadavky absolvování ústní zkoušky odpovídají rozsahu sylabu prezentovaném
na přednášce.
Poslední úprava: Carva Karel, doc. RNDr., Ph.D. (17.10.2017)
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
Poslední úprava: CARVA/MFF.CUNI.CZ (20.09.2009)
I. Overview - what can be calculated from first principles, advantages / disadvantages
II. Common formalism:
Many body problem - DFT, correlations, various functionals
Perturbation theory, Green's functions
Tight-binding method (TB), open systems
Substitutional disorder - various approximations
III. Ab initio methods, selections of the basis and potentials
Linearization vs. Korringa-Kohn-Rostoker approach (KKR)
Linear muffin-tin orbitals (LMTO),
Linearized augmented plane waves (LAPW),
Augmented spherical waves (ASW),
Linear combination of atomic orbitals (LCAO)
Full potential vs. spherically symmetric potential
Pseudopotentials
IV. Applications - properties, its dependences:
Density of states, band structure
Total energy, equilibrium volume and lattice parameters
Local magnetic moments, exchange interactions, spin structures, Curie temperature
