Programme des cours 2016-2017
PHYS0981-1  
Quantum modeling of materials properties
Durée :
20h Th, 10h Pr
Nombre de crédits :
Master en sciences chimiques, à finalité (FAME)4
Master en sciences physiques, à finalité (FAME)4
Nom du professeur :
Philippe Ghosez, Matthieu Verstraete
Coordinateur(s) :
Matthieu Verstraete
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue anglaise
Organisation et évaluation :
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
Théories et approches pour les calculs de la structure électronique des matériaux (cristaux, nanostructures, molécules...). Le cours couvrira les méthodes les plus courantes et utiles pour étudier la chimie et la physique des matériaux d'un point de vue théorique: * Hartree Fock (HF) * Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) * DFT en présence d'une perturbation extérieure (DFPT) * Théories de perturbation à N corps (MBPT), en particulier le GW
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
  • Compléter la formation des étudiants en mécanique quantique
  • Applications de la physique quantique à la physique de la matière condensée: l'acquis est d'être capable d'identifier et d'appliquer le type de théorie nécessaire pour un problème donné en matière condensée.
  • Donner un support théorique au TFE (selon le cas)
Savoirs et compétences prérequis :
Cours de physique quantique
Bonne connaissance des mathématiques
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Exercices en classe et sur ordinateur.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
Cours théorique, travaux pratiques et répétitions et travaux de simulation sur ordinateur. L'horaire sera défini en concertation entre les enseignants et les étudiants en début d'année.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
R.M. Martin, Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods, Cambridge University Press (2004)
J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Revised Ed., Addison-Wesley (1994)
Modalités d'évaluation et critères :
Examen oral sous forme de soit:
  • séminaire de type conférence portant sur les simulations numériques effectuées
  • examen oral standard sur la théorie présentée au cours
Rapport sur les travaux de simulation effectués par l'étudiant
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Contacts :
Philippe Ghosez, Institut de physique, B5, bureau 3/11, tél : 04/366.36.11, e-mail : philippe.ghosez@ulg.ac.be
Matthieu Verstraete, Institut de physique, B5, bureau 3/7, tél : 04/366.90.17, e-mail : Matthieu.Verstraete@ulg.ac.be
Notes en ligne :
Transparents pour les bases de la structure électronique
Ces transparents couvrent la première moitié du cours de Matériaux Quantiques, sur les bases de la théorie de la fonctionnelle de la densité

Leçon 1: Les bases de la DFT

Leçon 2: Niveaux atomiques, performance de la DFT, les pseudopotentiels

Leçon 3: Les équations de Kohn Sham: fonctions de base, conditions de bord, résolution numérique