Density Functional Theory 课程介绍与评审

10 月 11, 2024 #Coursera, #DFT, #Kohn-Sham理论, #多体问题, #密度泛函理论, #理论物理, #电子密度, #课程评审, #量子力学, #量子化学

随着现代物理和化学的发展，许多科学家需要一种强有力的工具来研究相互作用的电子。密度泛函理论（DFT）正是为此而生，成为今天研究相互作用电子的最广泛使用的方法之一。在Coursera上开设的《密度泛函理论》课程提供了对这一重要理论的深入介绍。

课程的目标是让学员理解DFT的基础概念和基本思想。课程内容涉及从原子到固体系统，从原核到量子流体的广泛应用，不仅为理论学习打下坚实的基础，还为实际操作提供相应的指导。

### 课程大纲

1. **从多体问题到密度泛函理论**
第一周将介绍密度泛函理论的基本概念，从多体问题入手，探讨如何利用电子密度进行重新表述。重点关注可观测量，尤其是与密度直接相关的量。我们还将讨论霍恩伯格-科恩定理，最后进行一段历史回顾，追溯量子问题中引入密度泛函的第一步。

2. **从密度到Kohn-Sham世界**
第二周将介绍Kohn-Sham世界，这个独特而高效的世界中，独立粒子由一些给出精确密度的方程所支配。虽然独立粒子所感受到的势能是未知和复杂的，但这一理论却提供了有效的计算方式。同样，这一模块的最后有简短的历史视角。

3. **近似与策略**
第三周将讨论DFT的一些实际方面，特别是对未知交换-相关势能的近似策略。此外，还会介绍带隙的概念和通过自洽方式解决Kohn-Sham方程的实际方案。

总的来说，这个课程不仅提供了密度泛函理论的理论框架，也涵盖了实际应用的方法和策略，适合有志于进入这一领域的学生和研究人员。通过学习本课程，参与者将获得丰厚的知识，能够在量子力学的各个应用领域中游刃有余。

无论您是初学者，还是有一定基础的研究者，这门课程都将会是一个不可多得的学习机会。