Behörighetskrav

120 hp varav 60 hp kemi, inklusive 4 hp från Kemisk bindning med beräkningskemi. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)

Mål

• kritiskt analysera centrala aspekter av modeller, metoder och beräkningsverktyg för elektronstrukturberäkningar av kondenserade system, ytor och gränsytor, med särskilt fokus på periodiska beräkningar,

• använda några av dessa modeller och metoder i praktiska kvantkemiska beräkningar samt göra en ändamålsenlig tolkning av resultaten,

• utvärdera grundläggande principer bakom metoder som kombinerar kvantmekanik och klassiska kraftfält (till exempel QM/MM) för att beskriva stora kemiska system, både molekyler och material,

• redogöra för vissa aspekter av maskininlärningens roll inom modern beräkningskemi och e-vetenskap, såsom utveckling av kraftfält, prediktion av molekyl- och materialegenskaper samt strukturbestämning,

• utveckla beräkningsmässiga färdigheter för att omsätta teoretiska idéer i praktiska beräkningar.

Innehåll

Följande begrepp behandlas: potentiella energiytor, elektroniska egenskaper, Hartree–Fock-teori (begränsad och obegränsad) för molekyler, DFT-teori, Slaterdeterminanter och tight-binding-teori. Periodiska DFT- och tight-binding-metoder för fasta material och deras ytor (ur ett kemiskt perspektiv), pseudopotentialer, planvågsbaserade basuppsättningar för material, bandstruktur, DOS (täthet av elektroniska tillstånd) samt kvantkemiska metoder för att beskriva långväga växelverkningar. Icke-periodiska beräkningar för kondenserad materia. QM/MM-metoder. Beräkning och tolkning av egenskaper hos molekyler och material. Grunderna i maskininlärning och neurala nätverk för att representera molekyler och material.

Undervisning

Föreläsningar, gästföreläsningar, datorövningar, litteraturstudie och projekt.

Examination

Muntlig tentamen, muntlig presentation för litteraturstudie, samt skriftlig projektrapport för beräkningskemi.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.