TÜRKÇE
ENGLISH
Genel Bilgi
| Kod | FK719 |
| Ad | Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi |
| Dönem | 2024-2025 Eğitim-Öğretim Yılı |
| Yarıyıl | . Yarıyıl |
| Süre (T+U) | 3-0 (T-U) (17 Hafta) |
| AKTS | 6 AKTS |
| Yerel Kredi | 3 Yerel Kredi |
| Eğitim Dil | Türkçe |
| Seviye | Yüksek Lisans Dersi |
| Tür | Normal |
| Öğretim Şekli | Yüz Yüze Öğretim |
| Bilgi Paketi Koordinatörü | Prof. Dr. SÜLEYMAN ÇABUK |
Dersin Amacı / Hedefi
Bu dersin amacı malzemelerin temel özelliklerini yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanarak hesaplamaktır.
Dersin İçeriği
Bu derste Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) nedir; Basit katılar için DFT hesaplamaları; DFT hesaplamaları ile ilgili temel bilgiler; Katı yüzeyler için DFT hesaplamaları; Elektronik yapı ve manyetik özellikler; Malzemelerin optik ve elastik özelliklerinin DFT hesabı; Hassasiyet ve standart hesaplamaların ötesindeki metotları işlenmektedir.
Dersin Ön Koşulu
Yok
Kaynaklar
Density Functional Theory: A practical introduction, David S. Sholl, Janice A. Steckel, Wiley, 2012.
Notlar
Materials Modelling Using Density, Functional Theory, Properties and Predictions, Electronic Structure, Basic Theory and Practical Methods, Richard M. Martin, Cambridge, 2004 Giustino, Oxford, 2014
Dersin Öğrenme Çıktıları
| Sıra | Dersin Öğrenme Çıktıları |
|---|---|
| ÖÇ01 | Kuantum mekaniksel temel kavramları açıklar. |
| ÖÇ02 | Kuantum mekaniksel yaklaşım metodları arasındaki farkı izah eder. |
| ÖÇ03 | Kuantum mekaniksel yaklaşımları kullanarak çok cisim problemini çözer. |
| ÖÇ04 | DFT kullanarak malzemelerin özelliklerini belirlenmesini planlar. |
| ÖÇ05 | Malzemelerin elektronik bant yapısını ortaya çıkarır. |
| ÖÇ06 | DFT kullanarak malzemelerin manyetik, optik ve elastik özeliklerini belirler. |
| ÖÇ07 | DFT ile yapılan hesaplama sonuçlarını yorumlar. |
| ÖÇ08 | Elektronik bant hesaplamalarında çeşitli hibrit fonksiyonları kullanır. |
Program Öğrenme Çıktıları ile İlişkisi
| Sıra | Tür | Program Öğrenme Çıktıları | Duzey |
|---|---|---|---|
| PÖÇ01 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fiziğin çeşitli konularında yeterli altyapıya sahip olur. | 3 |
| PÖÇ02 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fizikte matematiksel yöntemleri kullanır. | 4 |
| PÖÇ03 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Deney ve gözlem sonuçlarını yorumlar. | 3 |
| PÖÇ04 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fizik alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanır. | 3 |
| PÖÇ05 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bilimsel araştırmanın mantığı hakkında bilgi sahibi olur. | 3 |
| PÖÇ06 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Deneysel bir projenin sonuçlarını veya bir fizik probleminin çözümünü yazılı ve sözlü olarak sunar. | 4 |
| PÖÇ07 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bilimsel araştırma yapmak için gerekli olan yayın, kitap ve yöntemleri seçer ve kullanır. | 3 |
| PÖÇ08 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fiziğe ilişkin bir konuda bilgiye erişir, bu amaçla literatür taraması yapar ve diğer kaynakları kullanır. | 2 |
| PÖÇ09 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fizik alanı ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümler. | 2 |
| PÖÇ10 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bağımsız olarak araştırma yapabilir. | 3 |
| PÖÇ11 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Araştırma veya sanayiye ilişkin projelerde etkin bir şekilde grup çalışması yapabilir. | 3 |
| PÖÇ12 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Yaşam boyu öğrenme gerekliliğinin bilincine sahip olur. | 1 |
| PÖÇ13 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fizik alanındaki gelişmeleri izler ve kendini sürekli olarak yeniler. | 1 |
| PÖÇ14 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fizik alanındaki problemlere ilişkin kendi fikirlerini ve önerilerini, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek fizik alanındaki ve alan dışındaki gruplarla paylaşır. | 4 |
| PÖÇ15 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bir çalışmadan elde ettiği sonuçları etkin bir şekilde sözlü ve yazılı olarak sunabilir. | 3 |
| PÖÇ16 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Fizik alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinler arası çalışmalarda kullanır. | 2 |
| PÖÇ17 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Araştırma geliştirme kuruluşlarında çalışabilecek bir altyapıya sahip olur. |
Haftalık Akış
| Hafta | Konu | Ön Hazırlık | Yöntemler |
|---|---|---|---|
| 1 | Yoğunluk fonksiyonel teorisi nedir. | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma |
| 2 | Çok cisim problemi | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Beyin Fırtınası |
| 3 | Yoğunluk fonksiyonel teorisi | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Problem Çözme |
| 4 | Basit yapılar, süper hücreler ve örgü parametreleri | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Problem Çözme |
| 5 | DFT hesaplamaları ile ilgili temel bilgiler | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Problem Çözme |
| 6 | Geometrik optimizasyon | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme |
| 7 | Malzemelerin örgü parametrelerinin VASP yazılımla belirlenmesi | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Benzetim, Örnek Olay, Problem Çözme |
| 8 | Ara Sınav | Genel tekrar | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav, Ödev |
| 9 | Katı yüzeyler için DFT hesaplamaları | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 10 | Elektronik yapı hesabı ve yaklaşımlar | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama |
| 11 | Malzemelerin manyetik özelliklerinin hesaplanması | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama |
| 12 | DFT ile malzemelerin optik özelliklerinin hesabı | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama |
| 13 | DFT ile malzemelerin elastik özelliklerinin hesabı | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama |
| 14 | Hassasiyet ve standart hesaplamaların ötesindeki metotlar | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme |
| 15 | Malzemelerin fiziksel özelliklerinin VASP yazılımı kullanarak hesaplanması | Kitapta ilgili bölüm okunmalı | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme |
| 16 | Yarıyıl Sonu Sınavları | Genel tekrar | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav, Ödev |
| 17 | Yarıyıl Sonu Sınavları | Genel tekrar | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav, Ödev |
Öğrenci İş Yükü - AKTS
| Çalışmalar | Sayısı | Süresi (Saat) | İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ders (Sınav haftaları dahil değildir) | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma (Ön çalışma, pekiştirme) | 14 | 5 | 70 |
| Değerlendirmeler ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ödev, Proje, Diğer | 0 | 0 | 0 |
| Ara Sınavlar (Yazılı, Sözlü, vs.) | 1 | 15 | 15 |
| Yarıyıl/Yıl Sonu/Final Sınavı | 1 | 30 | 30 |
| Toplam İş Yükü (Saat) | 157 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (s) | 6,28 | ||
| AKTS | 6 AKTS | ||