FYS-MENA4111 - Kvantemekanisk modellering av nanomaterialer

Timeplan, pensum og eksamensdato

Velg semester

Kort om emnet

Emnet gir en innføring i det kvantemekaniske grunnlaget for å forstå oppbyggingen av materialer. Det legges vekt på å vise hvordan tetthetsfunksjonalteori (DFT- density functional theory) og lignende modelleringsmetoder kan brukes til å finne materialers struktur og elektroniske egenskaper, slik som båndstruktur. Det demonstreres hvordan enkelte egenskaper endres når de romlige dimensjoner på krystaller reduseres, dvs. fra “bulk” til tynn film, nanotråd og kvanteprikk. Emnet passer både for dem som skal bruke DFT i sitt arbeid med masteroppgaven og for dem som har eksperimentell masteroppgave innen kondenserte fasers fysikk/materialvitenskap/nanoteknologi, og som har behov for å vite hvordan kvantemekanisk modellering av nanomaterialer blir utført.

Hva lærer du?

Kunnskapsmål

Studenten skal kunne:

  • vite hvordan elektronstrukturen til atomene i det periodiske system er bygget opp
  • forklare hvordan elektronstrukturen endres når atomer danner molekyler og krystaller
  • forstå betydningen av periodiske grensebetingelser og hvordan dette gjenspeiles i det resiproke rom
  • kjenne betydningen av Blochbølger og hvordan disse brukes for å beskrive båndstruktur
  • gjøre rede for begreper som tilstandstetthet, båndgap og effektiv masse
  • forklare hvordan båndstruktur og egenskaper endres med den romlige dimensjonalitet
  • gjøre rede for variasjonsprinsippet, den adiabatisk tilnærming, forskjellige approksimasjonsmetoder og tetthetsfunksjonalteori (DFT).
  • løse enkle problemer analytisk eller numerisk

Ferdighetsmål

Studenten skal beherske:

  • praktisk bruk av DFT-basert programvare for beregning av struktur og egenskaper hos nanomaterialer
  • planlegging, gjennomføring og tolkning av DFT-beregninger i en selvvalgt prosjektoppgave.

Opptak og adgangsregulering

Studenter må hvert semester søke og få plass på undervisningen og melde seg til eksamen i Studentweb.

Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke opptak til våre studieprogrammer, eller søke om å bli enkeltemnestudent.

Overlappende emner

Undervisning

Emnet undervises over hele høstsemesteret med 4 timer undervisning per uke (forelesninger, regneøvelser og datalaboratorium). Obligatoriske regneoppgaver samt en mindre prosjektoppgave inngår, og disse må være godkjent for å få adgang til å avlegge eksamen.

Adgang til undervisning

Dersom du har gjennomført og fått godkjent obligatorisk undervisning, har du ikke krav på ny undervisning. Dersom du har fått undervisningsopptak til emnet, men ikke har gjennomført eller fått godkjent obligatorisk undervisning, har du rett til ny undervisning når det er ledig kapasitet.

Eksamen

Avsluttende muntlig eksamen. Prosjektoppgaven teller 1/3 ved karaktersetting. Endelig karakter fastsettes på bakgrunn av en helhetsvurdering av de enkelte komponentene som inngår i vurderingsgrunnlaget.

Karakterskala

Emnet bruker karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om karakterskalaen.

Begrunnelse og klage

Adgang til ny eller utsatt eksamen

Dette emnet tilbyr både utsatt og ny eksamen. Les mer:

Tilrettelagt eksamen

Søknadskjema, krav og frist for tilrettelagt eksamen.

Evaluering av emnet

Vi gjennomfører fortløpende evaluering av emnet, og med jevne mellomrom ber vi studentene delta i en mer omfattende evaluering.

Periodisk emneevaluering:

- rapport fra høstsemesteret 2010

Fakta om emnet

Studiepoeng

10

Nivå

Master

Undervisning

Hver høst

Dersom emnet tilbys kreves det minst 4 studenter for å ha ordinær undervisning. Hvis det er færre enn 4 studenter som deltar gis det eksamen, men man kan ikke påregne ordinær undervisning.

Eksamen

Hver høst

Undervisningsspråk

Norsk (engelsk på forespørsel)