Materials Modelling using Density Functional Theory

Author: Feliciano Giustino
Publisher: OUP Oxford
ISBN: 9780191639425
Release Date: 2014-05-15
Genre: Science

This book is an introduction to the quantum theory of materials and first-principles computational materials modelling. It explains how to use density functional theory as a practical tool for calculating the properties of materials without using any empirical parameters. The structural, mechanical, optical, electrical, and magnetic properties of materials are described within a single unified conceptual framework, rooted in the Schrödinger equation of quantum mechanics, and powered by density functional theory. This book is intended for senior undergraduate and first-year graduate students in materials science, physics, chemistry, and engineering who are approaching for the first time the study of materials at the atomic scale. The inspiring principle of the book is borrowed from one of the slogans of the Perl programming language, 'Easy things should be easy and hard things should be possible'. Following this philosophy, emphasis is placed on the unifying concepts, and on the frequent use of simple heuristic arguments to build on one's own intuition. The presentation style is somewhat cross disciplinary; an attempt is made to seamlessly combine materials science, quantum mechanics, electrodynamics, and numerical analysis, without using a compartmentalized approach. Each chapter is accompanied by an extensive set of references to the original scientific literature and by exercises where all key steps and final results are indicated in order to facilitate learning. This book can be used either as a complement to the quantum theory of materials, or as a primer in modern techniques of computational materials modelling using density functional theory.

XAFS Techniques for Catalysts Nanomaterials and Surfaces

Author: Yasuhiro Iwasawa
Publisher: Springer
ISBN: 9783319438665
Release Date: 2016-10-19
Genre: Science

This book is a comprehensive, theoretical, practical, and thorough guide to XAFS spectroscopy. The book addresses XAFS fundamentals such as experiments, theory and data analysis, advanced XAFS methods such as operando XAFS, time-resolved XAFS, spatially resolved XAFS, total-reflection XAFS, high energy resolution XAFS, and practical applications to a variety of catalysts, nanomaterials and surfaces. This book is accessible to a broad audience in academia and industry, and will be a useful guide for researchers entering the subject and graduate students in a wide variety of disciplines.

Der seltsamste Mensch

Author: Graham Farmelo
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783662565797
Release Date: 2018-04-17
Genre: Science

Der seltsamste Mensch ist der mit dem Costa-Buchpreis ausgezeichnete Bericht über Paul Dirac, den berühmten Physiker, der manchmal als der englische Einstein bezeichnet wird. Er war einer der führenden Pioniere der großen Revolution in der Wissenschaft des zwanzigsten Jahrhunderts: der Quantenmechanik. Und er war 1933 der jüngste Theoretiker, der den Nobelpreis für Physik erhalten hatte. Dirac war seltsam wortkarg, nahm alles wörtlich und seine gehemmte Art zu kommunizieren und seine mangelnde Empathiefähigkeit wurden legendär. Während seiner erfolgreichsten Schaffensperiode bestanden seine Postkarten ins Elternhaus nur aus Berichten über das Wetter. Auf der Basis zuvor nicht entdeckter Unterlagen aus dem Familienarchiv verbindet Graham Farmelo eine kenntnisreiche Schilderung der wissenschaftlichen Leistungen mit einem einfühlsamen Portrait des Individuums Paul Dirac. Er zeigt einen Menschen, der trotz extremer sozialer Gehemmtheit fähig ist zur Liebe und zu treuer Freundschaft. Der seltsamste Mensch ist eine außerordentliche menschlich berührende Story ebenso wie ein fesselnder Bericht über eine der aufregendsten Zeiten der Wissenschaftsgeschichte.

Optimised Projections for the Ab Initio Simulation of Large and Strongly Correlated Systems

Author: David D. O'Regan
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3642232388
Release Date: 2011-09-24
Genre: Technology & Engineering

Density functional theory (DFT) has become the standard workhorse for quantum mechanical simulations as it offers a good compromise between accuracy and computational cost. However, there are many important systems for which DFT performs very poorly, most notably strongly-correlated materials, resulting in a significant recent growth in interest in 'beyond DFT' methods. The widely used DFT+U technique, in particular, involves the addition of explicit Coulomb repulsion terms to reproduce the physics of spatially-localised electronic subspaces. The magnitude of these corrective terms, measured by the famous Hubbard U parameter, has received much attention but less so for the projections used to delineate these subspaces. The dependence on the choice of these projections is studied in detail here and a method to overcome this ambiguity in DFT+U, by self-consistently determining the projections, is introduced. The author shows how nonorthogonal representations for electronic states may be used to construct these projections and, furthermore, how DFT+U may be implemented with a linearly increasing cost with respect to system size. The use of nonorthogonal functions in the context of electronic structure calculations is extensively discussed and clarified, with new interpretations and results, and, on this topic, this work may serve as a reference for future workers in the field.

Modern Density Functional Theory A Tool For Chemistry

Author: P. Politzer
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080536700
Release Date: 1995-01-27
Genre: Science

Density Functional Theory (DFT) is currently receiving a great deal of attention as chemists come to realize its important role as a tool for chemistry. This book covers the theoretical principles of DFT, and details its application to several contemporary problems. All current techniques are covered, many are critically assessed, and some proposals for the future are reviewed. The book demonstrates that DFT is a practical solution to the problems standard ab initio methods have with chemical accuracy. The book is aimed at both the theoretical chemist and the experimentalist who want to relate their experiments to the governing theory. It will prove a useful and enduring reference work.

Die Katalyse

Author: Paul Sabatier
Publisher: BoD – Books on Demand
ISBN: 9783846039151
Release Date: 2013-06
Genre:


Density Functional Theory

Author: David Sholl
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 9781118211045
Release Date: 2011-09-20
Genre: Science

Demonstrates how anyone in math, science, and engineering canmaster DFT calculations Density functional theory (DFT) is one of the most frequentlyused computational tools for studying and predicting the propertiesof isolated molecules, bulk solids, and material interfaces,including surfaces. Although the theoretical underpinnings of DFTare quite complicated, this book demonstrates that the basicconcepts underlying the calculations are simple enough to beunderstood by anyone with a background in chemistry, physics,engineering, or mathematics. The authors show how the widespreadavailability of powerful DFT codes makes it possible for studentsand researchers to apply this important computational technique toa broad range of fundamental and applied problems. Density Functional Theory: A Practical Introductionoffers a concise, easy-to-follow introduction to the key conceptsand practical applications of DFT, focusing on plane-wave DFT. Theauthors have many years of experience introducing DFT to studentsfrom a variety of backgrounds. The book therefore offers severalfeatures that have proven to be helpful in enabling students tomaster the subject, including: Problem sets in each chapter that give readers the opportunityto test their knowledge by performing their own calculations Worked examples that demonstrate how DFT calculations are usedto solve real-world problems Further readings listed in each chapter enabling readers toinvestigate specific topics in greater depth This text is written at a level suitable for individuals from avariety of scientific, mathematical, and engineering backgrounds.No previous experience working with DFT calculations is needed.

Numerische Mathematik 1

Author: A. Quarteroni
Publisher: Springer
ISBN: 3540678786
Release Date: 2001-10-09
Genre: Mathematics

Numerische Mathematik ist ein zentrales Gebiet der Mathematik, das für vielfältige Anwendungen die Grundlage bildet und das alle Studierenden der Mathematik, Ingenieurwissenschaften, Informatik und Physik kennenlernen. Das vorliegende Lehrbuch ist eine didaktisch exzellente, besonders sorgfältig ausgearbeitete Einführung für Anfänger. Eines der Ziele dieses Buches ist es, die mathematischen Grundlagen der numerischen Methoden zu liefern, ihre grundlegenden theoretischen Eigenschaften (Stabilität, Genauigkeit, Komplexität)zu analysieren, und ihre Leistungsfähigkeit an Beispielen und Gegenbeispielen mittels MATLAB zu demonstrieren. Die besondere Sorgfalt, die den Anwendungen und betreffenden Softwareentwicklungen gewidmet wurde, macht das vorliegende Werk auch für Studenten mit abgeschlossenem Studium, Wissenschaftler und Anwender des wissenschaftlichen Rechnens in vielen Berufsfeldern zu einem unverzichtbaren Arbeitsmittel.

Grundlagen der Photonik

Author: Bahaa E. A. Saleh
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527406778
Release Date: 2008
Genre: Optoelectronics

Schon die erste Auflage des englischen Lehrbuchs 'Fundamentals of Photonics' zeichnete sich durch seine ausgewogene Mischung von Theorie und Praxis aus, und deckte in detaillierter Darstellung die grundlegenden Theorien des Lichts ab. Es umfasste sowohl die Themen Strahlenoptik, Wellenoptik, elektromagnetische Optik, Photonenoptik, sowie die Wechselwirkung von Licht und Materie, als auch die Theorie der optischen Eigenschaften von Halbleitern. Die Photonik-Technologie hat eine rasante Entwicklung genommen seit der Publikation der ersten Ausgabe von 'Fundamentals of Photonics' vor 15 Jahren. Die nun vorliegende Zweite Auflage des Marksteins auf dem Gebiet der Photonik trägt mit zwei neuen und zusätzlichen Kapiteln den neuesten technologischen Fortschritten Rechnung: Photonische Kristalle sowie Ultrakurzpuls-Optik. Zudem wurden alle Kapitel gründlich überarbeitet und viele Abschnitte hinzugefügt, so z.B. über Laguerre-Gauss Strahlen, die Sellmeier-Gleichung, Photonenkristall-Wellenleiter, photonische Kristallfasern, Mikrosphären-Resonatoren, Optische Kohärenz Tomographie, Bahndrehimpuls des Photons, Bohrsche Theorie, Raman-Verstärker, rauscharme Avalanche-Photodioden, Abstimmkurven und Dispersions-Management.

Density Functional Theory

Author: Joseph Morin
Publisher: Nova Science Pub Incorporated
ISBN: 1624179541
Release Date: 2013-01-01
Genre: Science

Density Functional Theory (DFT) is a quantum mechanical modelling method, used in physics and chemistry to investigate the electronic structure (principally the ground state) of many-body systems, in particular atoms, molecules, and the condensed phases. This book provides current research in the study of the principles, applications and analysis of Density Functional Theory (DFT). Topics discussed include density functional treatment of interactions and chemical reactions at interfaces; applications of DFT calculations to lithium carbenoids and magnesium carbenoids; thermoelectric properties of low-dimensional materials by DFT; using DFT computations on the radical scavenging activity studies of natural phenolic compounds; polarisability of C60/C70 fullerene [2+1]- and [1+1]-adducts; DFT application to the calculation of properties of di- and trimethylnaphthalenes; transport calculations of organic materials; the evolution of DFT; the capabilities of DFT for materials design of alloys; and the fundamentals of energy density functionality in nuclear physics.

Optische Eigenschaften von Festk rpern

Author: Mark Fox
Publisher: Oldenbourg Wissenschaftsverlag
ISBN: 3486712403
Release Date: 2012-04-04
Genre: Science

Dieses exzellente Werk fuhrt aus, in welcher Hinsicht optische Eigenschaften von Festkorpern anders sind als die von Atomen. [...] Die Ausgewogenheit von physikalischen Erklarungen und mathematischer Beschreibung ist sehr gut. DEr Text ist erganzt durch kritische Anmerkungen in den Marginalien und selbsterklarender Abbildungen. BArry R. MAsters, OPN Optics & Photonics News 2011 Fox ist es gelungen, eine gute, kompakte und anspruchsvolle Darstellung der optischen Eigenschaften von Festkorpern vorzulegen. AMerican Journal of Physics

Halbleiterphysik

Author: Karlheinz Seeger
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783322985538
Release Date: 2013-04-17
Genre: Technology & Engineering


Str mungsmechanik nichtnewtonscher Fluide

Author: Gert Böhme
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783322801401
Release Date: 2013-03-08
Genre: Science

Die Grundlagen und Methoden, die zur theoretischen Modellierung und zur Analyse von Strömungsvorgängen mit nicht-newtonschen Fluiden erforderlich sind, werden in diesem Lehrbuch vorgestellt. Zunächst werden die kinematischen, die kontinuumsmechanischen und die stofflichen Grundlagen ausführlich erläutert. Die Anwendung des Basiswissens erfolgt exemplarisch anhand ausgewählter Strömungsvorgänge, die maßgeblich von den nichtlinearen Fließeigenschaften, von den Normalspannungsdifferenzen oder vom Gedächtnis der Flüssigkeiten beeinflusst werden. Dabei haben sich die Inhalte, die Schwerpunkte und die Beispiele gegenüber der ersten Auflage wesentlich geändert. Erstmalig in einem deutschsprachigen Lehrbuch werden auch die Grundzüge einer numerischen Strömungssimulation unter Berücksichtigung komplexer rheologischer Stoffmodelle behandelt.

Introduction to materials modelling

Author: Zoe Barber
Publisher: Woodhead Pub Ltd
ISBN: STANFORD:36105114105591
Release Date: 2005
Genre: Computers

Introduction to materials modelling describes the use of computer simulation for the prediction and understanding of the structure and properties of materials. It has been based upon the Materials Modelling Masters course given at the Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge, UK, which is aimed particularly at graduate students with a background in any of the physical sciences.