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 forstå teorien bak tetthetsfunksjonalteori (DFT) og forskjellige materialfysiske modelleringsmetoder, samt å praktisk utføre DFT-beregninger til å finne materialers struktur og elektroniske egenskaper, slik som båndstruktur og tilstandstetthet.

Emnet passer for deg som skal bruke DFT i arbeid med masteroppgaven, men også for de som har eksperimentell masteroppgave innen kondenserte fasers fysikk/materialvitenskap, og som er interessert i teoriene bak kvantemekanisk modellering av materialer. Studenter som er teoretisk interessert, og vil vite hvordan kvantemekanisk modellering av materialer og nanostrukturer blir utført vil også har nytte av emnet.

Hva lærer du?

Etter å ha fullført emnet:

• kan du utlede og beskrive tetthetsfunksjonalteorien (DFT) og Kohn-Sham ligningen med utgangspunkt i Schrödinger-ligningen for mange atomer.
• har du god oversikt du variasjonsprinsippet, den adiabatiske tilnærming, og forskjellige approksimasjonsmetoder.
• kan du redegjøre for forskjellige fysiske modeller som muliggjør analyse av krystallstrukturer, elektronstrukturer, fasetransformasjoner, overflater, atomvibrasjoner, kjemiske prosesser, og termodynamikk.
• forstår du betydningen av periodiske grensebetingelser, hvordan dette gjenspeiles i det resiproke rom, og hvordan Blochbølger brukes for å beskrive båndstruktur til elektroner i materialer. 
• behersker du DFT-basert programvare for beregning av struktur og egenskaper hos nanomaterialer.
• kan du planlegge, gjennomføre og tolke DFT-beregninger i en selvvalgt prosjektoppgave.​

Opptak til emnet

Studenter tatt opp til andre masterprogrammer kan, etter søknad, få adgang til emnet hvis dette er klarert med eget program.

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

Anbefalte forkunnskaper

• MENA2000 – Faste materialers fundamentale oppbygning 
• MENA3001 – Funksjonelle materialer  
• MENA3100 – Materialkarakterisering
• FYS3400 – Kondenserte fasers fysikk

Overlappende emner

• 10 studiepoeng overlapp med FYS-MENA3110 – Kvantenanofysikk (nedlagt).
• 10 studiepoeng overlapp med FYS-MENA4110 – Kvantenanofysikk (nedlagt).

Undervisning

Emnet undervises gjennom hele semesteret:

• 6 timer undervisning per uke (forelesninger og datalaboratorium)
• 1 time per uke med hjelp til teorioppgaver

Emnet har 12 obligatoriske ukesoppgaver som må være godkjent før avsluttende eksamen.  

Reglement for obligatoriske innleveringer finner du her. 

Eksamen

• Hjemmeeksamen i form av en prosjektoppgave som teller 1/3 ved sensurering
• Avsluttende muntlig eksamen, som teller 2/3 ved sensurering

Dette emnet har obligatoriske øvelser som må være godkjent før avsluttende eksamen.

Hjelpemidler til eksamen

Ingen hjelpemidler tillatt på avsluttende muntlig eksamen.

Karakterskala

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

Adgang til ny eller utsatt eksamen

Det arrangeres utsatt eksamen i starten av neste semester for studenter som dokumenterer gyldig fravær fra ordinær eksamen.

Det arrangeres ny eksamen for studenter som ikke består ordinær eksamen.

Studenter som trekker seg under eksamen blir ikke tilbudt ny eksamen.

Mer om eksamen ved UiO

• Kildebruk og referanser
• Tilrettelegging på eksamen
• Trekk fra eksamen
• Syk på eksamen / utsatt eksamen
• Begrunnelse og klage
• Ta eksamen på nytt
• Fusk/forsøk på fusk

Andre veiledninger og ressurser finner du på fellessiden om eksamen ved UiO.