ark6570@gmail.com
×

مکانیک کوانتومی و روش‌های آن در شبیه سازی مواد (MIT+PURDUE)

شرح دوره

مکانیک کوانتومی و روش‌های آن در شبیه‌سازی مواد همان‌طور که از نام این دوره بر می‌آید، ابتدا تمامی تئوری‌های موجود در مکانیک کوانتومی که به شبیه‌سازی مواد مربوط می‌شود، به صورت تمام و کمال تدریس می‌شوند و سپس شروع به کدنویسی در محیط‌های مشهوری که در ذیل با آن‌ها آشنا می‌شوید، خواهیم کرد. این دوره آموزشی دوره اصلی ما برای یادگیری عمیق و دقیق مفاهیم مکانیک کوانتومی و اصول شبیه‌سازی است که پیشنهاد می‌شود برای فهم تمامی تئوری‌ها این دوره را بگذرانید.
محیط‌های شبیه‌سازی اتمی بستری مناسب برای تعامل بیشتر با کدهای محاسباتی فراهم آورده تا بتوانید تحلیلی بیش از آن‌چه همیشه روی خروجی داشتید، انجام دهید. به کمک این محیطهای شبیه سازی قادرید بیشتر ذهن‌تان را معطوف پیاده‌سازی الگوریتم‌های محاسباتی و خود فیزیک مساله مورد تحلیل، کنید. برای مثال همگرایی پارامترهای محاسباتی که کاری خسته کننده و وقت‌گیر است با این محیط های شبیه سازی، در کسری از ثانیه و فقط با نوشتن یک حلقه‌ For امکان پذیر است. می‌توانید ساختارهای هندسی مورد نظرتان را براحتی ایجاد کنید. دوتا از نمونه‌های این محیطهای شبیه‌سازی AiiDa و ASE هستند که می‌توانید به کمک آن‌ها، عملیات بسیار پیچیده را بدون هیچ دردسری انجام دهید.

اما هدف این دوره فقط آشنایی با برنامه‌نویسی در چنین محیطهایی نیست. شما قادر خواهید بود برای کدهای محاسباتی مختلف تئوری‌های مختلف را پیاده کنید و خروجی‌هایی بمراتب قوی‌تر، خواناتر و قابل تحلیل‌تر ایجاد کنید. به‌علاوه با برخی از تئوری‌های فیزیک محاسباتی نیز آشنا خواهید شد تا مسائل را عمیق‌تر درک کنید.

مطمئنا یادگیری برنامه‌نویسی در زمینه‌ی فیزیک محاسباتی یک اهرم بالابرنده‌ی برای شما خواهد بود. شما در این دوره بهتر است با زبان برنامه‌نویسی پایتون آشنایی داشته باشید. چون مبنای بخش عملی کدنویسی است. اما برای یادگیری بخش تئوری به هیچ پیش زمینه‌ای غیر از آشنایی با ریاضیات عمومی و اندکی هم معادلات دیفرانسیل نیاز ندارید، آشنایی با این دو  یادگیری را برای‌تان ساده‌تر می‌کند.

فصل های دوره
ماده؛ جز اصلی تشکیل دهنده جهان!
معادله شرودینگر مستقل از زمان برای الکترون‌ها + معادلات کلاسیکی نیوتن برای یون‌ها
ارائه یک توصیف کوانتومی از اتم هیدروژن + اصول موضوعه مکانیک کوانتومی
نوشتن یک معادله شرودینگر برای همه مواد
قضیه گره (Nodal Theorem) + چاه کوانتومی (Quantum well = particle in Box) + کوانتش
فرمیون‌ها در چاه کوانتومی و ویژگی‌های اپتیکی آنان
حل معادله شرودینگر برای حالت پایه اتم هیدروژن (Ground State) و اوربیتال‌های S
رسم اوربیتال‌های اتم هیدروژن + اتم‌های چندالکترونی و اثر shielding + اصل طرد و برهمکنش تبادلی (Exchange interaction)
حل محاسباتی اتم هیدروژن به وسیله پایه‌های گاوسی (Guassian Basis sets)
بررسی مولکول +H2 و حالت‌های پیوندی و پادپیوندی ( Bonding and AntiBonding )
بررسی هیدریدهای جدول مندلیف + اوربیتال‌های مولکولی sp1,sp2 و sp3 پیوندهای پای و سیگما و نقش آن‌ها در استحکام پیوندها
مولکول‌های هوموپولار (Homopolar molecules) دو اتمی
مولکول‌های heteropolar
دیدگاه نواری یا Band theory در توصیف بلورها
قضیه بلاخ در بلورها
ساختاری نواری چیست؟ جایگاه اول بریلوئن کجاست؟ و تارینه براوه!
ساختار نواری چگونه ایجاد می‌شود؟ (آغاز از ساختاری نواری اتم‌ها تا بلورها) +‌نوراهای انرژی با کاراکتر s و p + گاف نوری و گاف نواری
تمرین : مولکول‌ها و حالت‌های پیوندی و پادپیوندی
تمرین : مولکول‌ها و حالت‌های پیوندی و پادپیوندی
تمرین : ساختارهای نواری G0W0 و LDA +‌ تنگ بست
تمرین: ساختار نواری سیلیکون و حالت مغناطیسی مولکول اکسیژن + محاسبات اکسیژن با کد پارسک ( دانلود تمرین ها)
فایل درون‌داد اکسیژن برای کد پارسک (PARSEC) + آموزش نصب و پیاده‌سازی
فایل درون‌داد اکسیژن برای کد پارسک (PARSEC) + آموزش نصب و پیاده‌سازی (فایل درون داد)
نصب و مقدمات Atomistic simulation Environment + آشنایی با Jupyter و ایجاد اشیاء Atoms
ساخت مجموعه‌ای از اتم ها به کمک شئ Atoms و مجسم‌سازی آن با NGLView در ‌ASE
خواندن و نوشتن فایل‌های ورودی کدهای معروف (اسپرسو و …) {کار با کتابخانه IO}
گروه‌های فضایی، ساختارهای انبوهه (Bulk) و ساختن نانونوارها (NanoRibbon)
نانولوله ها
ایجاد سطح های مختلف از روی گروه فضایی و برش سطوح در جهت های دلخواه
گام‌های ابتدایی با اتم‌ها و مولکول‌ها
محاسبه انرژی اتمیزه کردن مولکول هیدروژن + شروع به کار با کد محاسباتی GPAW

دیدگاهها

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “مکانیک کوانتومی و روش‌های آن در شبیه سازی مواد (MIT+PURDUE)”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

درباره مدرس

نام : anush_new_site

تاریخ عضویت : 7 ماه پیش

مشاهده پروفایل: anush_new_site

از همین مدرس