| 課程編號： |
NE-2007-TC04 |
| 課程名稱： |
Materials Studio / CASTEP計算化學進階訓練課程
|
| 課程領域： |
生物
|
| 相關領域： |
無
|
| 上課方式： |
實體教室
|
| 上課地點： |
新竹 C 教室 
|
| 上課時間： |
2007/7/17 (二) ～ 2007/7/19 (四)
09:30 ～ 16:30
|
| 上課總天數： |
3 天，共計 18 個小時
|
| 招生日期截止(含)： |
2007/07/19 (四) 17:00
|
| 最後繳費截止(含)： |
2007/07/20 (五) 05:00
|
| 最後回報繳費截止(含)： |
2007/07/20 (五) 17:00
|
| 提供午餐： |
是
|
| 招生人數： |
10
～
40
人
|
|
講師： |
|
|
報名費用： |
|
|
課程介紹： |
本課程要向大家介紹一個基於第一原理（量子力學）的材料模擬計算軟體 CASTEP，以及它在 PC 平台上的操作界面 Materials Studio，讓大家實習如何使用 CASTEP 來預測材料的機械、電學、光學、磁學、熱學、化學等特性。
CASTEP 是使用所謂的密度泛函理論，來處理並近似多個電子交互作用的複雜量子力學問題。它可以處理晶體、表面等具週期性的系統，也可以用超晶胞的方法處理分子吸附、雜質等非週期性的系統。Materials Studio / CASTEP 的組合是一個先進的材料設計環境，具三度空間繪圖的科學視覺化能力、其材料物性計算也有良好的精密度及優越的單機與平行效能，在高度整合的主從運算與分析環境架構下，提供親切而功能強大的使用者界面，因此是研究與設計材料物性的一個非常好用的工具。
在三天的密集課程中，我們會對實際使用 CASTEP 與 Materials Studio 的基礎學理、功能選項、操作方法、都儘可能作廣泛性的、入門性的介紹，並配合實務經驗傳授及上機實習，希望能讓上路新手也都有收穫豐富，而能開始自行使用第一原理計算來輔助材料特性的研究與設計。
|
|
課程內容安排： |
第一天
09:30 am : 示範與同步實習：Materials Studio 與 CASTEP 快速入門（本機模式）
10:30 am : 示範與同步實習：以純文字模式執行 CASTEP 的方法、認識 CASTEP 的 輸出、輸入檔
11:00 am : 示範與同步實習：認識晶體結構與 ICSD 無機晶體結構資料庫
11:25 am : 示範與同步實習：CSD 有機晶體結構資料庫)
11:50 am : 示範與同步實習：模型建構技巧 （含奈米管）
12:10 am : 示範與同步實習：介面之標準 3D 功能
12:30 am 午餐
13:30 pm 密度泛函理論與 CASTEP 平面波贗勢方法
(13:30 pm ~ 14:30 pm) 量子力學複習、微觀圖像與第一原理、多電子的量子問題、密度泛函理論、Kohn-Sham 方法、迭代極小化、
(14:30 pm ~ 15:30 pm) 贗勢、週期性邊界條件與平面波基底、直接計算原子的受力、梯度算符求值與快速富利葉轉換
16:30 pm 示範：預測基本物性 (I) 了解原子軌域與目睹化學鍵原子軌域、分子結構及極性、化學鍵及其鍵級（鍵級觀念簡介）、孤立電子對判定、鍵能、鍵長與鍵角（含輸出檔判讀）
17:00 pm 實習：預測基本物性 (I) 了解原子軌域與目睹化學鍵
18:00 pm 實習結束
第二天
08:00 am : 電腦教室開放：自由上機實習
09:00 am : 能帶結構理論與計算方法能帶理論簡介、超晶胞、倒空間、布里淵區、 k-取樣、費米面、分數佔據態、投影態密度、有效質量
10:00 am : 示範：預測基本物性 (II) 能帶結構相關物性能帶結構、態密度、投影態密度、導體、半導體、絕緣體、磁性、反鐵磁初始態、反鐵磁、晶胞參數、彈性係數張量、載子的有效質量
11:00 am : 實習：預測基本物性 (II) 能帶結構相關物性
12:00 am : 午餐
13:00 pm : 進階理論簡介 (I) 光譜預測電子躍遷與光學性質、密度泛函微擾理論簡介（聲子、靜介電常數、紅外線吸收與 NMR）、能隙問題及修正
14:00 pm : 示範：進階物性預測 (I)光譜預測
14:00 pm ~ 14:30 pm : 電子光譜與介電函數、聲子譜、聲子態密度以及比熱
14:30 pm ~ 15:00 pm : 靜介電常數、紅外線光譜
15:00 pm ~ 15:30 pm : 核磁共振、能階修正
15:30 pm : 實習：進階應用範例 (I) 光譜預測
17:00 pm : 自由實習（練習本日上、下午所有的議題）與個案討論
18:00 pm : 實習結束
第三天
08:00 am : 電腦教室開放：自由上機實習
09:00 am : 進階理論簡介 (II) 表面與介面的物理與化學現象表面與介面的電子結構
10:00 am 示範：進階應用範例 (II) 表面與介面 表面重構與化學吸附、STM 影像模擬、表面與介面的功函數、異質接面之能帶偏移(band-offset)
11:00 am 實習：進階應用範例 (II) 表面與介面
12:00 am 午餐
13:00 pm : 進階理論簡介 (III) 複雜系統的模擬 虛擬晶體近似法、過渡態搜尋、分子動力學簡介
14:00 pm : 示範 進階應用範例 (III) 複雜系統處理缺陷與摻雜之方法：(1)虛擬晶體、(2)超晶胞；化學反應之 過渡態搜尋暨活化能預測、分子動力學
15:00 am : 實習：進階應用範例 (III) 複雜系統
16:00 pm : CASTEP 實戰守則 模型選定、贗勢選擇（含實空間 non-local）、最小化演算法選擇、精確性測試、收斂性測試、重要參數調控（含聲子與電場）、文字模式參數設定、Materials Studio Help、CASTEP 文獻資料庫、論文寫作建議、教學網站資源、其他 CASTEP 工具（物性密度分析工具 、OTFG 試作 (附超軟贗勢觀念書面資料)）、發展中之功能介紹（非線性光學、外加電埸、Berry Phase、Wannier function）
17:00 pm 操作總複習、自由實習，與個案討論
18:00 pm 課程結束
|
|
|
