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Simulaciones computacionales de materiales y nanoestructuras

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Isbn:
978-607-16-6434-1
Formato:
/
Libro
Terminado:
Tapa Blanda
Año:
2019
Páginas:
276
Tamaño:
17 x 23 cm.
Peso:
0.4500 Kg.
Edición:
Primera
2 ejemplares disponibles
Libro
Detalles Adicionales
Autor(es)
Reseña
Índice
  • Autor Aldo Humberto Romero
    Aldo Humberto Romero

    Es Ingeniero, Civil y Físico, egresado de la Universidad de los Andes en Colombia. Obtuvo su maestría en Física y Química por la Universidad de California en San Diego, USA. Adquirió su doctorado en Física y en Química en la misma Universidad. Realizó una estancia posdoctoral en el grupo del profesor Michele Parrinello, que era director del Instituto Max Planck, en Alemania. Trabajó como profesor auxiliar en la Pontificia Universidad Católica de Chile. A finales del 2002 se integró, como profesor investigador, al IPICyT en San Luis Potosí en donde trabajó hasta finales del 2004. En ese mismo año se incorporó como investigador al CINVESTAV, Unidad Querétaro, donde labora actualmente.

     

    Ha publicado más de 65 artículos en revistas internacionales en diferentes campos de la Física y la Química computacional, este fue su primer artículo divulgativo. Ha recibido varios reconocimientos en su trayectoria profesional y ha servido de referee a diferentes revistas internacionales tales como Physical Review Letters, Physical Review B, Surface Science, etc.

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  • Autor Noboru Takeuchi
    Noboru Takeuchi

    Profesor, investigador​ y divulgador científico Mexicano. Ingreso a la carrera de física en la Universidad Nacional de Colombia donde se graduó con honores en 1984. En 1990 terminó sus estudios de doctorado en la Universidad Estatal de Iowa, obteniendo su PhD en Física. De 1990 a 1993 realizó una estancia posdoctoral en la Escuela Internacional de Estudios Avanzados de Trieste, Italia. En 1994 inició su actividad académica en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Ensenada, donde actualmente es Investigador Titular C de tiempo completo.

     

    Ha sido Investigador Visitante en el Departamento de Química de la Universidad de Princeton, en el Departamento de Física y Astronomía y en el Instituto de la Nanoescala y Fenómenos Cuánticos de la Universidad de Ohio.

     

    Ha coordinado la publicación de libros de divulgación científica en lenguas originarias de México como náhuatl, hñä hñu, zapoteco, mixteco, maya, mixe, pai pai, zoque ayapaneco, chinanteco, mazateco y yokotán.3​4​5​6​ Su padre, Yu Takeuchi, fue un pionero de la divulgación matemática en Colombia.

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Los materiales que utilizamos a diario poseen propiedades bien definidas que hemos aprendido a aprovechar. No obstante, cuando nos movemos del mundo cotidiano al mundo de lo muy pequeño, descubrimos que esos materiales conocidos actúan de maneras muy diferentes y responden de modo insólito a los estímulos del entorno.

 

El reto consiste en predecir esos comportamientos para poder manipular las sustancias a nivel nanoestructural y crear así nuevas materias primas que mejoren la calidad de vida de las sociedades. Las simulaciones por computadora se han convertido en la mejor herramienta para pronosticar el comportamiento de los cuerpos a nivel nanométrico, y en esta área el texto de los físicos Takeuchi y Romero constituye una guía inmejorable para introducirnos en el uso de los programas y las simulaciones informáticos para el conocimiento de las nanoestructuras.

CONTENIDO

 

 

Agradecimientos

 

Prólogo

 

Introducción

 

 

I. Mecánica clásica
 

  1. Mecánica de una partícula
  2. Mecánica de un sistema de varias partículas

 

 

II. Simulaciones de dinámica molecular clásica
 

  1. Introducción
  2. Estructura básica de un programa de dinámica molecular
  3. Potenciales
  4. Mecánica molecular y campos de fuerzas
  5. Dinámica molecular en varias colectividades
  6. Ejemplos de aplicaciones en materiales
  7. Simulaciones de dinámica molecular en sistemas biológicos
  8. Ejemplos de paquetes de dinámica molecular

 

 

III. Mecánica estadística
 

  1. Bases y aplicaciones
  2. Colectividades
  3. Colectividades en mecánica estadística

 

 

IV. Monte Carlo
 

  1. Importancia del muestreo y balance detallado
  2. Algoritmo de Swendsen – Wang
  3. Aplicaciones
  4. Anexo al capítulo IV. Generación de numeroso aleatorios

 

 

V. Breve resumen de la mecánica cuántica
 

  1. Radiación del cuerpo negro
  2. Efecto fotoeléctrico
  3. Ondas de materia
  4. El principio de incertidumbre
  5. La función de onda y su significado físico
  6. La ecuación de Schrödinger
  7. Operadores hermíticos
  8. Postulados de la mecánica cuántica
  9. El átomo de hidrogeno
  10. El espín del electrón
  11. El principio de exclusión de Pauli

 

 

VI. Cálculos ab initio o de primeros principios
 

  1. Introducción
  2. Aproximación de Born – Oppenheimer
  3. El principio variacional
  4. La aproximación de Hartree
  5. La aproximación de Hartree – Fock

 

 

VII. teoría del funcional de la densidad
 

  1. Los teoremas de Hohenberg y Kohn
  2. Las ecuaciones de Kohn – Sham
  3. Funcionales de correlación e intercambio
  4. Teoría del funcional de la densidad del espín polarizado o LSDFT
  5. Teoría del funcional de la densidad dependiente del tiempo
  6. Dinámica molecular de primeros principios
  7. Trayectorias de mínima energía
  8. Teoría de perturbaciones en la teoría del funcional de la densidad o PTDFT

 

 

VIII. Pseudopotenciales, funciones base y programas computacionales más usados
 

  1. Pseudopotenciales
  2. Funciones base
  3. Programas usados comúnmente
  4. Anexo al capítulo VIII. Funciones de Wannier

 

 

IX. Aplicaciones de los métodos de primeros principios
 

  1. Sólidos
  2. Superficies
  3. Nanomateriales
  4. A manera de conclusión

 

 

Glosario

 

Bibliografía y lecturas recomendadas 

 

 

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