| TEORIA DEI SOLIDI E MODELLI MOLECOLARI
(obiettivi)
Il corso descrive quali sono i principali metodi di calcolo teorico/computazionale per affrontare lo studio delle proprietà strutturali ed elettroniche dei materiali. Il problema dell' hamiltoniana a molti-elettroni e nuclei interagenti è affrontato sia con metodi semi-empirici (come il tight-binding, OPW, Pseudopotenziali empirici) che con metodi ab-initio come Hartree-Fock e la Teoria del Funzionale Densita' (DFT). Lo studio delle proprietà elettroniche (livelli energetici, strutture a bande) è completato dalla descrizione del calcolo microscopico delle funzioni dielettriche dei materiali e dalla loro relazione con le osservabili fisiche (assorbimento, trasmittanza, indice di rifrazione etc.). Ciò è fatto partendo da semplici modelli come quello di Lorentz-Drude fino alla moderna teoria della risposta lineare e piu’ specificatamente sulla Teoria del Funzionale Densità Dipendente dal Tempo (TDDFT). Infine vengono forniti concetti basilari riguardanti le moderne teorie di stato eccitato basate sulla Teoria delle Perturbazioni a molti corpi (MBPT) nell’ ambito del formalismo delle funzioni di Green (in particolare metodo GW ed equazione di Bethe-Salpeter). Parte del corso è dedicata all' installazione e all’ uso di codici di calcolo basati sulla DFT e sulla MBPT direttamente da parte degli studenti, supportanti dal docente ed alcuni collaboratori. In questo modo lo studente oltre ad acquisire nozioni teoriche ha la possibilità di affrontare in pratica, e in prima persona, lo studio e la simulazione al calcolatore delle proprietà dei materiali con le moderne teorie ab-initio, oltre ad acquisire parallelamente nozioni basilari di comandi in ambiente linux e di programmazione.
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Codice
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8065745 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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8
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Settore scientifico disciplinare
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FIS/03
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Ore Aula
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56
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Ore Esercitazioni
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12
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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PALUMMO MAURIZIA
(programma)
Programma ITA L'approssimazione di Born-Oppenheimer L'approssimazione adiabatca Il teorema di Hellmann-Feynman e di Epstein Teoria delle bande nei solidi Teorema di Bloch, boundary conditions Metodo variazionale, Metodo tight-binding e sue applicazioni Onde-Piane Ortgonalizzate, Pseudopotenziali e sviluppo in onde piane della Funzione d'onda Equazione di Hartree e Hartree Fock,Teorema di Koopmans , potenziale di scambio Gas elettronico omogeneo: Trasformata di Fourier del potenziale coulombiano il gas elettronico omogeneo con Hartree Fock. Approssimazione di Slater, Approssimazione di Thomas Fermi . Derivate funzionali La teoria del Funzionale Densita' Teorema di Hohenberg e Kokn , Equazioni di Kohn e Sham. La Local density Approximation. Il problema della gap in DFT. Esempi di applicazioni della DFT Proprieta' ottiche Indice di rifrazione complesso. Coefficiente di assorbimento. La Riflettivita'. La funzione dielettrica. Relazioni di Kramers Kronig e regole di somma Regola d'oro di Fermi: Calcolo della funzione dielettrica in approssimazione di dipolo Esempi di funzione dielettrica per metalli, semiconduttori, isolanti. Densita' degli stati congiunta(JDOS) Andamento della JDOS vicino ai punti critici. Teoria della risposta lineare e TDDFT. Effetti eccitonici: modello idrogenoide di Mott-Wannier Teorie ab-initio di stato eccitato Funzioni di Green classiche. Formalismo della seconda quantizzazione. Propagatore quantistico di singolo elettrone/buca e sua rappresentazione di Lehmann e relazione con eccitazioni elettroniche. Equazione di Dyson. Concetto di Self-energia. Equazione di quasi-particella. Metodo GW. Equazione di Bethe-Salpeter per il calcolo ab-initio di effetti eccitonici nella risposta ottica. Esercitazioni al calcolatore su DFT, TDDFT, GW e BSE che prevedono anche una introduzione ai principali comandi in ambiente linux.
 Grosso Pastori Parravicini, “Solid State Physics” , Dispense delle lezioni fornite della docente
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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- |
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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Docente
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PULCI OLIVIA
(programma)
L'approssimazione di Born-Oppenheimer L'approssimazione adiabatca Il teorema di Hellmann-Feynman e di Epstein Teoria delle bande nei solidi Teorema di Bloch, boundary conditions Metodo variazionale, Metodo tight-binding e sue applicazioni Onde-Piane Ortgonalizzate, Pseudopotenziali e sviluppo in onde piane della Funzione d'onda Equazione di Hartree e Hartree Fock,Teorema di Koopmans , potenziale di scambio Gas elettronico omogeneo: Trasformata di Fourier del potenziale coulombiano il gas elettronico omogeneo con Hartree Fock. Approssimazione di Slater, Approssimazione di Thomas Fermi . Derivate funzionali La teoria del Funzionale Densita' Teorema di Hohenberg e Kokn , Equazioni di Kohn e Sham. La Local density Approximation. Il problema della gap in DFT. Esempi di applicazioni della DFT Proprieta' ottiche Indice di rifrazione complesso. Coefficiente di assorbimento. La Riflettivita'. La funzione dielettrica. Relazioni di Kramers Kronig e regole di somma Regola d'oro di Fermi: Calcolo della funzione dielettrica in approssimazione di dipolo Esempi di funzione dielettrica per metalli, semiconduttori, isolanti. Densita' degli stati congiunta(JDOS) Andamento della JDOS vicino ai punti critici. Teoria della risposta lineare e TDDFT. Effetti eccitonici: modello idrogenoide di Mott-Wannier Teorie ab-initio di stato eccitato Funzioni di Green classiche. Formalismo della seconda quantizzazione. Propagatore quantistico di singolo elettrone/buca e sua rappresentazione di Lehmann e relazione con eccitazioni elettroniche. Equazione di Dyson. Concetto di Self-energia. Equazione di quasi-particella. Metodo GW. Equazione di Bethe-Salpeter per il calcolo ab-initio di effetti eccitonici nella risposta ottica. Esercitazioni al calcolatore su DFT, TDDFT, GW e BSE che prevedono anche una introduzione ai principali comandi in ambiente linux.
 Grosso Pastori Parravicini, “Solid State Physics” , Dispense delle lezioni fornite della docente
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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