Výpočty elektronové struktury materiálů, jejich povrchů a rozhraní (FSI-9ESM)

Akademický rok 2019/2020

Garant:	prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc.
Garantující pracoviště:	ÚFI	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Seznámit posluchače se základy prvoprincipielního prístupu k elektronové struktuře pevných látek: Schrödingerova rovnice pro pevnou látku, Born-Oppenheimerova aproximace, teorie funkcionálu hustoty, funkcionál výmenné a korelacní energie, jeho lokální aproximace. Podat přehled používaných metod výpočtu elektronové struktury pevných látek. Kvantově mechanické základy magnetismu pevných látek. Teoretická pevnost materiálů.
Výstupy studia a kompetence:
Princip metod výpoctu elektronové struktury a jejich prehled (APW, OPW, LCAO, KKR, LMTO, LAPW, pseudopotenciály, KKR). Blochuv teorém, aproximace těsné vazby. Úloha Greenových funkcí v teorii pevných látek, vyjádrení lokální hustoty stavu a nábojové hustoty pomocí Greenových funkcí. Praktická ukázka výpoctu elektronové struktury metodou LMTO pro tranzitivní kovy - pásová struktura, hustota stavu, totální energie, struktury s vyšší energií, polymorfismus kovu. Výpocty elektronové struktury neusporádaných slitin: aproximace koherentního potenciálu, príklady výsledku pro kubické a hexagonální slitiny.
Prerekvizity:
Základní znalosti fyzikální chemie a fyziky pevných fází.
Obsah předmětu (anotace):
Výpocty elektronové struktury materiálu, jejich povrchu a rozhraní
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení:
Předmět je ukončen ústní zkouškou.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:

Typ (způsob) výuky:
Přednáška	10 × 2 hod.	nepovinná
Osnova:
Přednáška	Výpocty elektronové struktury povrchu a rozhraní: principiální vrstva, povrchová Greenova funkce, príklady výsledku pro povrchy a hranice zrn v tranzitivních kovech. Magnetismus pevných látek: jeho puvod, popis elektronových stavu, Heisenberguv a Stoneruv model magnetismu. Prehled základních typu magnetického chování látek (dia-, para-, fero- a antiferomagnetismus). Magnetické vlastnosti kovových multivrstev: základní vlastnosti a pouzití kovových multivrstev, magnetická anizotropie, výmenné interakce mezi vrstvami (interlayer exchange coupling), gigantická magnetorezistence. Význam totální energie pro studium stability a mechanických vlastností materiálu: existence struktur s vyšší energií a polymorfismus, modelování konfigurace rozlehlých defektu, teoretická pevnost materiálu. Multiscale modelling: od elektronových a atomárních rozmeru pres mesoskopickou úroven k mechanice kontinua. Príklad: krehký lom a šírení trhliny.

Literatura - základní:
1. Davydov: Základy QM.
Literatura - doporučená:
1. Celý, Jan: Kvazičástice v pevných látkách.