סילבוס

תוכן הקורס ומטרתו

שם: מודלים חישוביים במצב מוצק ומערכות סופיות

דרישות קדם: הנדסה: "פיזיקה קוונטית ומצב מוצק" - קורס תואר ראשון מספר 0512.2830, או כל קורס אחר בפיזיקה קוונטית.

מטרות הקורס: העמקה בהבנת תכונות פיזיקאליות של מוצקים ומערכות סופיות. היכרות עם שיטות תיאורטיות מודרניות והשוואה בין חישוב לניסוי.

ציון: 30% תרגילי בית, 70% עבודה מסכמת.

הקורס מיועד גם לתיאורטיקנים וגם לניסיונאים המעוניינים להעמיק את ההבנה על היכולות והמגבלות של שיטות תיאורטיות להסביר מדידות בניסוי.

סילבוס: יילמדו מספר שיטות לפתרון מקורב למשוואת שרדינגר במערכת מרובת אלקטרונים:

- משוואת שרדינגר במערכת מרובת אלקטרונים, עקרון הוואריאציה, קירוב הרטרי-פוק (HF).
- קירובים נוספים - CI ו CCSD , שיטות לפתרון.
- תורת פונקציונאל הצפיפות - density functional theory ( DFT ).
- קשרים כימיים בין אטומים - איך מוצאים את סוג הקשר מחישוב?
- משפט בלוך ומבנה פסים במוצקים.
- אינטראקציה עם שדה חיצוני - משוואות תלויות בזמן ( TDHF ו TDDFT ).
- חישוב תכונות כמו פולריזביליות וקבוע דיאלקטרי.
- Tight-binding וקוונטיזציה שניה - מערכות מולקולריות ומוצקים.

במידה והזמן יאפשר:
- אפקטים מגנטיים, ספין, תגובה של חומרים לשדה מגנטי, משפט Bohr Van-Leeuwen, הקשר בין מגנטיות ו electron exchange , אפקט ספין אורביט.
- הקבוע הדיאלקטרי , קירוב קלאוזיוס-מוזוטי, linear response theory for the optical dielectric constant , תורת הפולריזציה המודרנית, Berry Phase , אפקט Hall הקוונטי, משפט קרמר, Topological Insulators .
מקורות:

1. Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure, Attila Sazbo and Niel S. Ostlund, Dover Publication, new edition (1996).

2. Introduction to solid state physics, Charles Kittel , Wiley, 8th edition (2004).

3. Solid State Physics, Neil W. Ashcroft & N. David Mermin , Brooks Cole, 1st edition (1976).

4. Chemist's guide to density functional theory,
5. Density Functional Theory of Atoms and Molecules, Robert G. Parr & Weitao Yang ?
Oxford University Press (1994).

6. Electronic Structure: basic theory and practical methods, Richard M. Martin , Cambridge University Press, 2st edition (2008).

Important articles from the field will be given as an additional reading material for the course.