課程資訊
課程名稱
第一原理計算材料科學
First Principles Computational Materials Science 
開課學期
112-1 
授課對象
工學院  材料科學與工程學研究所  
授課教師
李明憲 
課號
MSE5047 
課程識別碼
527 U0350 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期三7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
 
備註
上課工綜323室,修習過固態物理或近代物理,量子物理,量子化學或其他量子相關課程 。
限本系所學生(含輔系、雙修生) 且 限學士班四年級以上
總人數上限:40人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

第一原理計算材料科學

First Principles Computational Materials Science



課程教學計畫表




週別

日期

課程大綱

上課方式


上課教室


1

9/15

課程內容與教學目標說明以及電腦教室與在家軟體安裝介紹




2

9/22

認識 3D 圖形介面與 Materials Studio 快速入門




3

9/29

3D 圖形介面細部操作與模型的建構 (分子、晶體、表面、介面、奈米結構)




4


10/06

認識晶體結構、無機及有機晶體結構資料庫之使用




5

10/13

密度泛函理論之方法與應用 (含第一次小考)




6

10/20

了解原子的原子軌域與目睹分子的化學鍵




7

10/27

預測鍵長與振動頻率以及預測晶格常數及塊體模量




8

11/03

能帶結構簡介,半導體及絕緣體的能帶結構、能隙與投影態密度,以及 金屬的態密度與費米面




9

11/10

材料磁性與反鐵磁性的計算(含虛擬晶體近似法)




10

11/17

期中考




11

11/24

聲子譜與材料比熱的計算與預測相變溫度




12

12/01

電子吸收光譜、折射率與介電函數




13

12/08

紅外線吸收光譜與靜介電常數




14

12/15

核磁共振與原子結構(含第二次小考)




15

12/22

計算表面重構、功函數、與預測 STM 影像




16

12/29

異質接面之能帶偏移 (band-offset)




17

1/5

化學反應、活化能與自由能(含分子動力計算)




18

1/12

期末考




參考資料

無 

課程目標
待補 
課程要求
待補 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
待補 
參考書目
待補 
評量方式
(僅供參考)
   
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
9/06  課程內容與教學目標說明 與在家軟體安裝介紹、認識 3D 圖形介面與 Materials Studio 快速入門 
第2週
9/13  模型的建構 (分子、晶體、表面、介面、奈米結構)與 3D 圖形介面細部操作;認識晶體結構、無機及有機晶體結構資料庫之使用(選項) 
第3週
9/20  密度泛函理論之方法與應用 (含第一次小考) 
第4週
9/27  了解原子的原子軌域與目睹分子的化學鍵 
第5週
10/04  能帶結構理論簡介、各類材料的能帶結構與態密度比較 
第6週
10/11  金屬的費米面、擴胞後的能帶摺疊、派洛岐變、直接間接能隙判定 
第7週
10/18  鐵磁性與反鐵磁性的計算、DFT 的各種修正(能隙、強關聯、凡德瓦) 
第8週
10/25  期中考 
第9週
11/01  電子吸收光譜、折射率與介電函數, core-level 能譜 
第10週
11/08  紅外吸收光譜,Raman 散射譜 與靜介電常數﹔核磁共振與原子結構(選) 
第11週
11/15  聲子譜(結構穩定性)與材料比熱的計算與預測相變溫度(含第二次小考) 
第12週
11/22  計算表面電態、表面重構、功函數、化學吸附、與預測 STM 影像 
第13週
11/29  異質接面之能帶偏移 (band-offset) 
第14週
12/06  雜質與缺陷的處理(含虛擬晶體近似法) 
第15週
12/13  化學反應、活化能與自由能、分子動力計算、激發態 
第16週
12/20  期末考