Caracterización de materiales mediante métodos de estructura electrónica.

Caracterización de Materiales Mediante Métodos de Estructura Electrónica

Dr. Christian Alejandro Celaya López

IIM

Objetivo general:

En este curso sobre modelado de nanomateriales mediante la teoría del funcional de la densidad (DFT) está diseñado para introducir a estudiantes, instructores e investigadores en los métodos de primeros principios para el estudio teórico de materiales a nanoescala. La DFT es una de las herramientas computacionales más potentes para predecir las propiedades estructurales, electrónicas, magnéticas, ópticas y energéticas de los sistemas de materiales sin depender de parámetros empíricos. Permite una comprensión a nivel atómico de los mecanismos que rigen el comportamiento de nanoestructuras, monocapas, superficies y defectos, y apoya el desarrollo de materiales funcionales avanzados. A lo largo del curso, los participantes aprenderán los fundamentos de la mecánica cuántica aplicada a los materiales, la formulación de la DFT, las aproximaciones funcionales de intercambio-correlación y la construcción de sistemas cristalinos y nanoestructurados. También se familiarizarán con la configuración de cálculos utilizando software especializado para la estructura electrónica y la materia condensada. Las técnicas clave que se abordarán incluyen la optimización geométrica, los cálculos de la estructura de bandas electrónicas, la densidad de estados (DOS), las propiedades magnéticas, la energética de defectos, la adsorción molecular, los orbitales moleculares y el análisis de estabilidad. En las sesiones prácticas, los asistentes aprenderán a configurar cálculos utilizando diversos programas informáticos, ejecutar simulaciones, analizar resultados y elaborar informes científicos rigurosos. Al finalizar del curso, los participantes podrán aplicar la teoría del funcional de la densidad (DFT) al modelado de materiales metálicos, óxidos, semiconductores y bidimensionales, así como a heteroestructuras y superficies funcionales.

Temario:

Introducción al modelado computacional
Relación entre la teoría-experimento
Fundamentos teóricos de la Teoría de los Funcionales de la Densidad
Ecuación de Schrödinger, Ecuaciones de Kohn-Sham, funcionales de intercambio-correlación
Construcción de sistemas y nanoestructuras
Celdas unitarias, superficies, defectos, adsorción de moléculas
Preparación de cálculos DFT

Pseudopotenciales, energías de corte, puntos K, procesos de convergencia

Propiedades obtenidas de cálculos DFT
Estructura de bandas, DOS, propiedades magnéticas, energías de adsorción, orbitales moleculares
Herramientas de simulación practica
Generación de archivos de entrada y visualización de resultados.
Configuración práctica de la DFT y análisis de resultados