พื้นฐานของทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่นสำหรับการสร้างแบบจำลองวัสดุ

การสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจวัสดุในระดับอะตอม แต่กลศาสตร์ควอนตัมที่อยู่เบื้องหลังอาจทำให้รู้สึกท่วมท้น หลักสูตรแบบข้อความนี้จะทำให้ทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่น (DFT) ง่ายขึ้น ทำให้ฟิสิกส์และเคมีพื้นฐานเข้าถึงได้สำหรับผู้เริ่มต้น ด้วยการอ่านบทเรียนที่มีโครงสร้างเหล่านี้ คุณจะเปลี่ยนจากการทำความเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัมขั้นพื้นฐาน ไปสู่การอธิบายได้อย่างมั่นใจว่า DFT ประมาณปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนหลายส่วนได้อย่างไร คุณจะได้รับกรอบแนวคิดที่จำเป็นในการเตรียม เรียกใช้ และตีความการคำนวณโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์สำหรับระบบทางกายภาพต่างๆ สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้: - ทำความเข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานของระบบควอนตัมหลายส่วน และบทบาทของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน - อธิบายทฤษฎีบท Hohenberg-Kohn และสมการ Kohn-Sham ซึ่งเป็นรากฐานของ DFT - เปรียบเทียบฟังก์ชันนัลการแลกเปลี่ยน-สหสัมพันธ์ที่แตกต่างกัน รวมถึงการประมาณความหนาแน่นเฉพาะที่และการประมาณเกรเดียนต์แบบทั่วไป - สำรวจเวิร์กโฟลว์การคำนวณสมัยใหม่ รวมถึงวิธีการตั้งค่าโครงสร้างอะตอมโดยใช้เครื่องมือ Python แบบโอเพนซอร์ส - วิเคราะห์ผลลัพธ์ของการคำนวณ DFT เช่น โครงสร้างแถบพลังงานและความหนาแน่นของสถานะ หลักสูตรเริ่มต้นด้วยคำศัพท์กลศาสตร์ควอนตัมที่จำเป็นและบริบททางประวัติศาสตร์ของการสร้างแบบจำลองอิเล็กตรอน จากนั้นคุณจะก้าวหน้าผ่านรากฐานทางคณิตศาสตร์ของ DFT วิธีการประมาณค่าเชิงปฏิบัติ และการนำไปใช้ในการคำนวณสมัยใหม่ หลักสูตรนี้ออกแบบมาสำหรับนักเรียน นักวิจัย และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ต้องการเริ่มต้นอาชีพ ซึ่งยังใหม่ต่อการสร้างแบบจำลองวัสดุและต้องการจุดเริ่มต้นแนวคิดที่มั่นคง ไม่จำเป็นต้องมีประสบการณ์ล่วงหน้ากับซอฟต์แวร์จำลองควอนตัมขั้นสูง เริ่มอ่านวันนี้เพื่อปลดล็อกพลังของการจำลองระดับควอนตัม