Dersin Ayrıntıları
YarıyılKoduAdıT+U+LKrediAKTSSon Güncelleme Tarihi
2FZK844YOĞUNLUK FONKSİYONEL TEORİNİN TEMEL PRENSİPLERİ VE UYGULAMALRI3+0+03605.11.2025

 
Dersin Detayları
Dersin Dili Türkçe
Dersin Düzeyi Yüksek Lisans
Bölümü / Programı Fizik Tezli Yüksek Lisans
Öğrenim Türü Örgün Öğretim
Dersin Türü Seçmeli
Dersin Öğretim Şekli Yüz Yüze
Dersin Amacı Bu dersin amacı, katı hâl fiziğinde ve malzeme biliminde yaygın olarak kullanılan Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi’nin (Density Functional Theory, DFT) temel prensiplerini öğretmek, bu teorinin malzemelerin elektronik, manyetik, optik ve mekanik özelliklerinin hesaplanmasındaki rolünü kavratmaktır. Öğrencilerin, basit ve karmaşık katı sistemlerde DFT tabanlı hesaplamaları anlayarak uygulama becerisi kazanmaları hedeflenmektedir.
Dersin İçeriği Bu derste Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi’nin teorik temelleri ve uygulama alanları ayrıntılı olarak ele alınmaktadır. Basit kristal sistemler için gerçekleştirilen DFT hesaplamaları üzerinden temel kavramlar ve hesaplama teknikleri tanıtılmaktadır. Katı yüzeylerin elektronik yapı ve manyetik özelliklerinin belirlenmesinde DFT’nin kullanımı incelenmekte; ayrıca malzemelerin optik ve elastik özelliklerinin DFT tabanlı yöntemlerle hesaplanması işlenmektedir. Ders kapsamında, hesaplamalardaki doğruluk ve hassasiyet konuları ile standart DFT yaklaşımlarının ötesine geçen ileri düzey yöntemler de tartışılmaktadır.
Dersin Yöntem ve Teknikleri Yüz yüze
Ön Koşulları Yok
Dersin Koordinatörü Yok
Dersi Verenler Prof. Dr. Nihat ARIKAN https://akbis.osmaniye.edu.tr/@nihatarikan nihatarikan@osmaniye.edu.tr
Dersin Yardımcıları Yok
Dersin Staj Durumu Yok

Ders Kaynakları
Kaynaklar Density Functional Theory: A Practical Introduction Ciltli Kapak – Resimlendirilmiş, 29 Nisan 2009 İngilizce Baskı David Sholl (Eser Sahibi), Janice A Steckel (Eser Sahibi)
Ders Notları Density Functional Theory: A Practical Introduction Ciltli Kapak – Resimlendirilmiş, 29 Nisan 2009
İngilizce Baskı David Sholl (Eser Sahibi), Janice A Steckel (Eser Sahibi)

Ders Yapısı
Matematik ve Temel Bilimler %25
Mühendislik Bilimleri %15
Mühendislik Tasarımı %10
Fen Bilimleri %10
Alan Bilgisi %40

Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.

Değerlendirme Ölçütleri
Yarıyıl Çalışmaları Sayısı Katkı
Ara Sınav 1 % 40
Ödev 5 % 0
Proje 5 % 0
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 % 60
Toplam :
12
% 100

 
AKTS Hesaplama İçeriği
İş Yükü Sayısı Süre Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Süresi 14 2 28
Ödevler 5 2 10
Ara Sınavlar 1 40 40
Uygulama 2 2 4
Proje 2 20 40
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 40 40
Toplam İş Yükü   AKTS Kredisi : 5 162

 
Dersin Öğrenme Çıktıları: Bu dersin başarılı bir şekilde tamamlanmasıyla öğrenciler şunları yapabileceklerdir:
Sıra NoAçıklama
1 Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi’nin temel ilkelerini ve matematiksel çerçevesini açıklar.
2 Basit katı sistemler için temel DFT hesaplamalarını gerçekleştirir.
3 Katı yüzeylerin elektronik ve manyetik özelliklerini DFT yaklaşımıyla analiz eder.
4 Malzemelerin optik ve elastik özelliklerini DFT tabanlı yöntemlerle hesaplar.
5 Standart DFT yöntemlerinin sınırlılıklarını ve gelişmiş hesaplama yaklaşımlarını tartışır.

 
Ders Konuları
HaftaKonuÖn HazırlıkDökümanlar
1 Yoğunluk Fonksiyonel Teorisine Giriş: DFT’nin tarihsel gelişimi, temel kavramlar, Schrödinger denklemi ile ilişkisi.
2 Kuantum Mekaniği Temeller: Dalga fonksiyonu, enerji özdeğer problemi, ortalama değerler ve operatör kavramı.
3 Thomas-Fermi Modeli ve Kohn-Sham Denklemleri
4 Değişim-Korelasyon Fonksiyonelleri: LDA, GGA ve hibrit fonksiyonellerin tanıtımı; avantaj ve sınırlılıklar.
5 DFT Hesaplamalarının Prensipleri: Bir DFT hesabının aşamaları: yapısal optimizasyon, k-noktası örnekleme, enerji birimleri.
6 Basit Katılar için DFT Uygulamaları: FCC, BCC, HCP gibi yapılar üzerinde örnek hesaplamalar ve sonuçların yorumlanması.
7 Katı Yüzeyler ve Arayüzeyler: Yüzey modelleri, vakum tabakası, yüzey enerjisi ve adsorpsiyon hesaplamaları.
8 Ara sınav
9 Elektronik Yapı Hesaplamaları: Band yapısı, yoğunluk durumu (DOS) analizi, Fermi enerjisi ve bant aralığı belirleme.
10 Manyetik Özelliklerin DFT ile İncelenmesi: Spin polarizasyonu, manyetik momentlerin hesaplanması ve spin-dallanma.
11 Optik Özelliklerin Hesaplanması: Dielektrik fonksiyonu, optik iletkenlik, kırılma indisi ve enerji kayıp fonksiyonları.
12 Elastik Özelliklerin Hesaplanması: Elastik sabitlerin belirlenmesi, mekanik kararlılık kriterleri ve anizotropi analizi.
13 Standart Hesaplamaların Ötesi: DFT+U, GW yaklaşımı, Zaman-bağımlı DFT (TDDFT), Van der Waals düzeltmeleri.
14 Genel Değerlendirme ve Proje Sunumları: Öğrencilerin DFT tabanlı proje sonuçlarının sunumu ve genel değerlendirme.
15 Final Sınavı

 
Dersin Program Çıktılarına Katkısı
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12
Tüm 5 5 5 4 5 5 5 5 4 4 4 5
Ö1 5 5 4 5 5 4 5 5 5 3 5 4
Ö2 5 4 4 4 5 5 4 5 5 4 3 4
Ö3 5 5 5 3 4 5 4 5 4 5 3 5
Ö4 4 5 5 3 4 5 5 4 4 5 4 5
Ö5 4 4 5 5 5 5 5 4 3 4 5 5

  Katkı Düzeyi: 1: Çok Düşük 2: Düşük 3: Orta 4: Yüksek 5: Çok Yüksek

  
  https://obs.osmaniye.edu.tr/oibs/bologna/progCourseDetails.aspx?curCourse=253568&lang=tr