• Studier
• Emner
• Matematikk og naturvitenskap
• Fysikk
  • FYS-MENA4111

FYS-MENA4111 - Kvantemekanisk modellering av nanomaterialer

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 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.

Det er ikke mulig å ta dette emnet som privatist. Du må ha plass på undervisningen for å ta eksamen.

Forkunnskaper

Anbefalte forkunnskaper

MENA3000 - Funksjonelle materialer, MENA3100 - Materialkarakterisering eller FYS3410 - Kondenserte fasers fysikk

Overlapping

10 studiepoeng mot FYS-MENA3110 - Kvantenanofysikk. 10 studiepoeng mot FYS-MENA4110 - Kvantenanofysikk.

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.

Undervisningen går over hele semesteret i henhold til § 4.1 i forskrift om studier og eksamener ved Universitetet i Oslo .

Adgang til undervisning

En student som har fått gjennomført og godkjent obligatorisk undervisning har ikke krav på ny undervisning. En student som har fått undervisningsrett til et emne, men ikke har gjennomført og/eller fått godkjent obligatorisk undervisning, har rett til ny undervisning, men først når kapasitetshensyn muliggjør det.

Vurdering og 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.

Sensur

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

Begrunnelse og klage

En student kan be om begrunnelse for eksamenskarakterene, og kan også klage over karakterfastsettingen og/eller over formelle feil ved eksamen. Les mer om begrunnelse og klage.

Adgang til utsatt eller ny eksamen/vurdering

Utsatt og ny eksamen

Du kan vanligvis ta eksamen på nytt, men tidspunktet er avhengig av om du hadde gyldig forfall til ordinær eksamen. Les mer om å ta eksamen på nytt .

Tilrettelagt eksamen/vurdering

En student som har en funksjonshemning og/eller kroniske eller akutte helseproblemer som fører til vesentlige ulemper i eksamenssituasjonen i forhold til andre studenter, kan søke om tilrettelegging ved eksamen. Mødre som ammer kan søke om tilleggstid på eksamen.

Evaluering av emnet

Emnet skal mest sannsynlig evalueres høsten 2010.

Kontakt oss