METODI COMPUTAZIONALI IN SCIENZA DEI MATERIALI

Corso di laurea magistrale in SCIENZA DEI MATERIALI

Campus: PADOVA

Language: English

Teaching period: Second Semester

Lecturer: FRANCESCO ANCILOTTO

Crediti formativi: 6


Syllabus
Prerequisiti: Fisica quantistica e dello stato solido, chimica fisica. Non sono richieste conoscenze di programmazione.
Modalita' di esame: Esame orale in cui lo studente discuterà un elaborato scritto, nel quale vengono riportati i risultati di semplici simulazioni numeriche.
Contenuti: Richiami di termodinamica e meccanica statistica classica.

Simulazioni di Dinamica Molecolare classica; integrazione numerica delle equazioni di Newton.
Metodi Monte-Carlo; algoritmo di Metropolis. Simulazioni in diversi ensemble statistici.
Aspetti comuni dei metodi di simulazione: condizioni iniziali e condizioni al contorno; calcolo delle interazioni tra particelle.
Calcolo di grandezze termodinamiche e di proprietà di trasporto.
Interazioni intermolecolari; campi di forze (force fields); modelli atomistici e 'coarse grained'.

Metodi variazionali per la soluzione di equazioni di Schrodinger.
Teoria di Hartree e Hartree-Fock.
Elementi di Teoria del Funzionale Densita' (DFT).
Simulazioni "da principi primi".

I diversi metodi verranno discussi in relazione ad applicazioni a problemi di interesse per la scienza dei materiali (cristalli, superfici, soft matter, materiali naostrutturati).
Il corso e' integrato da esercitazioni al calcolatore.

Nelle esercitazioni lo studente effettuera' semplici simulazioni usando pacchetti di calcolo impeganti nell'ambito dello studio dei materiali, e imparera' a interpretare e a presentare i risultati.