Curso Posgrado

Introducción a los métodos de modelado computacional en ciencias de los materiales – Edición 2020

El objetivo general de este curso es introducir a los estudiantes en los métodos computacionales ab initio y técnicas de simulación que se aplican actualmente para el modelado de diversos tipos de materiales y procesos, con especial énfasis en Nanomateriales, Dispositivos Semiconductores y Fisico-química de superficies Catalíticas. Se desarrollarán los aspectos fundamentales de la Teoría de la Funcional Densidad (DFT), aplicada principalmente para caracterizar el comportamiento y propiedades de materiales sólidos. Se espera poder brindar el conocimiento necesario que permita a los estudiantes conocer las potencialidades y limitaciones de la metodología, como para que sean capaces de llevar adelante estudios teóricos y experimentales en sistemas de interés.

  • Cupo máximo de 40 alumnos.
  • Modalidad: virtual durante el ASPO.
  • Duración: 40 horas.
  • Fecha de inicio: Primera semana de septiembre 2020.
  • Requisitos: Licenciados en Física, Física Medica, Química, Ingeniería, o carreras afines.
  • Curso no arancelado y con validez para el doctorado aprobado por la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata. Res. 2622 del 02/11/2017.

Inscripción: Llenar el formulario de inscripción (link) y enviarlo a eitelp@gmail.com y errico@fisica.unlp.edu.ar, con asunto “curso modelado computacional”.

Docentes:

  • Dr. Eitel L. Peltzer y Blancá (eitelp@gmail.com)
    Universidad Nacional de La Plata – UNLP
    La Plata – Argentina
  • Dra. Susana B. Ramos (susana.ramos@fain.uncoma.edu.ar)
    Departamento de Física – Facultad de Ingeniería
    Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas (PROBIEN, CONICET-UNCo)
    Universidad Nacional del Comahue
    Neuquén – Argentina
  • Dr. Leonardo A. Errico (errico@fisica.unlp.edu.ar)
    Instituto de Física La Plata IFLP-CONICET
    Departamento de Física – Facultad de Ciencias Exactas
    Universidad Nacional de La Plata – UNLP
    La Plata – Argentina
  • Dr. Ricardo Faccio (rfaccio@fq.edu.uy)
    DETEMA – Facultad de Química
    Universidad Nacional de La República
    Montevideo – Uruguay
  • Dr. Arles V. Gil Rebaza (arlesv@fisica.unlp.edu.ar)
    Instituto de Física La Plata IFLP-CONICET
    Departamento de Física – Facultad de Ciencias Exactas
    Universidad Nacional de La Plata – UNLP
    La Plata – Argentina

Temario

  • Introducción a la estructura de los sólidos y su estudio por medio de métodos computacionales (Dr. Eitel L. Peltzer y Blancá)
    → Breve historia sobre materiales. Antiguas teorías
    → Siglo XX. Desarrollos sobre teorías actuales.
    → Sólidos. Tipos.
    → Cristales. Clasificación
    → Tipos de estudios sobre materiales, experimentales, teóricos
    → Estudios teóricos, modelos.
    → Materia condensada, sólidos.
    → Teorías.
    → Introducción a la Teoría de la Funcional Densidad.
    → Teoremas de Hohenberg – Kohn – Sham
    → Ejemplos.
    → Descripción de las bases.
    →Determinación de propiedades de materiales a partir de cálculos teóricos.

Tiempo total: 6 horas

  • Introducción a la Teoría de la Funcional Densidad (DFT). Aplicaciones.(Dr. Leonardo A. Errico)
    → Resumen sobre DFT, las ecuaciones finales.
    → El método Full Potential Linearized Augmented Plane Waves – Wien2k
    → Aplicaciones a cálculos: propiedades estructurales, magnéticas, hiperfinas, espectros de absorción en bulk y superficie. Ejemplos.
    → Dependencia con el potencial de intercambio y correlación.

Tiempo total: 8 horas

  • Funcionales de Intercambio-Correlación en DFT ( Dr. Arles V. Gil Rebaza)
  • Tutorial de Quantum-Espresso – Parte I (Dr. Arles V. Gil Rebaza)
    → Práctica 01: Estudio del silicio
    Descripción del archivo de entrada del QE. Ejecución en paralelo.
    Criterios de convergencia para realizar un cálculo autoconsistente (SCF): Elección del pseudopotencial, energía de corte, densidad de corte, cantidad de k-points.
    Optimización del parámetro de red, estructura de bandas, densidad de estados totales (DOS) y parciales (PDOS), densidad de carga.
    → Práctica 02: Sistemas Magnéticos.
    Estudio del Fe(BCC). Influencia del smearing en sistemas magnéticos.
    Estructura de bandas, DOS, PDOS.
    Magnetismo colineal y no-colineal. Cálculos fixed spin moment (FSM).

 

  • Cálculos de Fonones. Phonopy (Dra. Susana B. Ramos – Dr. Ricardo Faccio)
    → Fonones e introducción al código Phonopy
    → Aproximación cuasi-armónica para el cálculo ab initio de propiedades termodinámicas
    → Parte práctica: cálculo de propiedades térmicas y código Phonopy

Tiempo total: 8 horas

  • Tutorial de Quantum-Espresso – Parte II (Dr. Arles V. Gil Rebaza)
    → Práctica 03: Optimización estructural y Sistemas semi-periódicos
    Relajación de posiciones atómicas, optimización de sistemas con parámetros internos. Cálculos tipo variable-cell relax (vc-relax).
    Estudio de Sistemas semi-periódicos (superficies), relajación superficial. Superficies Au(001) y Au(110). Adsorción de moléculas sobre superficies.
    → Práctica 04: Más allá de GGA
    Cálculos DFT+U: caso del NiO, FeO, Fe3O4.
    Funcionales híbridas: B3LYP, PBE0, HSE06, GAU, meta-GGA: estudio del Si y NiO.

Tiempo total del tutorial: Parte I + Parte II =18 horas. (Incluye la parte teórica y la práctica supervisada)