Universität Wien

260015 LP Laborpraktikum: Computational Quantum Mechanics (2023W)

7.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik
Prüfungsimmanente Lehrveranstaltung
Moodle

An/Abmeldung

Hinweis: Ihr Anmeldezeitpunkt innerhalb der Frist hat keine Auswirkungen auf die Platzvergabe (kein "first come, first served").

Details

max. 8 Teilnehmer*innen
Sprache: Englisch

Lehrende

Termine (iCal) - nächster Termin ist mit N markiert

Attendance of the first lecture is required.

  • Dienstag 03.10. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 10.10. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 17.10. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 24.10. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 31.10. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 07.11. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 14.11. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 21.11. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 28.11. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 05.12. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 12.12. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 09.01. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 16.01. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01
  • Dienstag 23.01. 13:15 - 16:30 Seminarraum 9, Kolingasse 14-16, OG01

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Simulationen von quantenmechanischen Vielfach-Elektronensystemen, mit besonderem Fokus auf Festkörperphysik und Materialwissenschaften.

Die physische Teilnahme an der ersten Vorlesung ist erforderlich. Falls die Studierenden nicht teilnehmen können, müssen sie die Vortragenen im Voraus kontaktieren.

Der Kurs ist in zwei Teile gegliedert.
Im ersten Teil bestehen die Vorlesungen aus einer kurzen theoretischen Einführung in die physikalischen Eigenschaften und Berechnungstechniken, gefolgt von praktischen Sitzungen; während dieser praktischen Sitzungen versuchen die Studenten, die wöchentlichen Aufgaben in Gruppen (typischerweise Paare) zu lösen.
Im zweiten Teil des Kurses arbeiten die Studenten an einem Abschlussprojekt zu einem Thema ihrer Wahl (das in Absprache mit dem jeweiligen Betreuer ausgewählt wird).

Die Simulationen werden im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie unter Verwendung des Vienna ab initio software package (VASP) durchgeführt.
Grundlegende physikalische Eigenschaften, wie die elektronische Bandstruktur und Zustandsdichte, effektive Kräfte, die auf Ionen wirken, Schwingungsfrequenzen, mechanische Eigenschaften, thermodynamische Eigenschaften sowie magnetische Eigenschaften werden diskutiert und berechnet.
Auf Wunsch können die Studierenden im Rahmen der Abschlussarbeit auch Programme in ausgewählten Bereichen der Computational Science (Monte Carlo, Molekulardynamik, Schrödinger-Gleichungslöser, Machine Learning) schreiben.

Vorraussetzungen:
Ein Laptop oder Desktop-Computer mit Internetanschluss wird dringend empfohlen.
Vorkenntnisse in Quantenmechanik und Festkörperphysik sowie Vertrautheit mit Linux-Shell-Skripten sind von Vorteil, aber nicht erforderlich: Grundlegende Konzepte zu diesen Themen werden während der theoretischen Sitzungen besprochen, und die wichtigsten Befehle und Skripte werden in den ersten Vorlesungen vermittelt.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Basierend auf den Wochenberichten und dem Abschlussprojekt.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Mindestanforderungen:
Abgabe aller schriftlichen Berichte (aus Wochenaufgabe und Abschlussprojekt).

Bewertungskriterien:
Vertrautheit mit quantenmechanischen Simulationsprogrammen, wie z. B. VASP, und Analyse von recht komplexen Problemen in der Materialwissenschaft. Skripting auf Linux-Shell-Basis und die Fähigkeit, grafische Werkzeuge zur Visualisierung der berechneten Daten zu nutzen. Fähigkeit zur Teamarbeit.

Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)

Prüfungsstoff

Themen der computerorientierten, wöchentlichen Aufgaben (mit progressiv steigender Komplexität) und Abschlussprojekt:
Simulationen zu physikalischen Eigenschaften und Prozessen in der Festkörper- und Werkstoffkunde (diskutiert in Form von schriftlichen Berichten und mündlichen Präsentationen).

Literatur

Reading material will be handed out during the course. A good read before the course is (not required):
"Materials Modelling using Density Functional Theory: Properties and Predictions", von Giustino, Feliciano

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

WLP 2

Letzte Änderung: Mi 27.09.2023 18:08