| General description and relevant information |
Objectius:
1. Arribar a conèixer alguns dels diferents mètodes de simulació de l'estructura i de la dinàmica de la matèria a escala nanomètrica, així com saber utilitzar els programes adequats per aplicar-los a l'estudi de nanosistemes.
2. Al finalitzar l'assignatura l'alumne haurà de ser capaç de dur a terme simulacions de diferents sistemes tipus en diferents estats d'agregació. Amb els coneixements adquirits haurà de saber triar en cada cas el potencial d'interacció més convenient, així com les condicions més adequades per a dur a terme la simulació.
Continguts:
1. Introducció. Models i potencials d'interacció. Resum de física estadística. Propietats termodinàmiques, estructurals i dinàmiques. Fluctuacions. Mètodes de simulació de la matèria condensada.
2. Resolució numèrica d'equacions del moviment. Equacions del moviment. Mètodes de diferències finites: Algorismes d'Euler, Verlet I afins. Requisits d'un algorisme.
3. Càlcul de propietats. Metodologia. Càlcul de propietats termodinàmiques i estructurals. Càlcul de funcions de correlació temporal. Estimació dels errors i correcció de resultats.
4. Dinàmica molecular en diferents col•lectivitats. Termòstats.
5. Construcció del camp de forces (force field). Necessitat d’emprar potencials empírics. Interaccions no electrostàtiques i electrostàtiques. Abast de la interacció. Llarg i curt abast. Interaccions enllaçants i interaccions de van der Waals. Potencials “no polaritzables” i potencials “polaritzables”. Additivitat de les interaccions. Elecció de la funció d’energia potencial global. Determinació dels paràmetres de la interacció.
6. Interaccions no electrostàtiques. Interaccions a dos cossos (àtom-àtom). Funcions de potencial. Interaccions a tres cossos (angulars, àtom-enllaç). Funcions de potencial. Interaccions a quatre cossos (dihèdriques, enllaç-enllaç). Funcions de potencial. Altres tipus d’interacció (enllaç d’hidrogen i sistemes metàl•lics).
7. Interaccions electrostàtiques. Sistemes iònics i/o no iònics. Distribució puntual de càrregues. Interaccions de Coulomb, ió-dipol, ió-quadrupol i ió-dipol induït.
8. Exemples pràctics. Nanoclústers. Microsolvatació de clústers. Capacitat d’emmagatzemament d’hidrogen molecular en un nanotub. |
Subjects
