Simulações computacionais são uma forma confiável e eficaz de explorar propriedades físicas de diferentes sistemas, proporcionando economia de tempo e dinheiro em pesquisas básicas e aplicadas. Os resultados dessa abordagem subsidiam experimentos tanto em caráter comparativo, oferecendo parâmetros de caracterização, como também preditivo, motivando novas possibilidades ainda não exploradas.

Neste minicurso, abordaremos princípios fundamentais para a simulação de propriedades físicas de materiais semicondutores e nanoestruturas. Partindo da Mecânica Quântica, discutiremos, em caráter introdutório, cálculos de estrutura eletrônica baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT).

O curso contemplará não só aspectos teóricos, mas contará com a realização de simulações computacionais demonstrativas. Apresentaremos também modelos teóricos para cálculos de excitações desenvolvidos no ITA (DFT-1/2).

Este minicurso será ministrado pelo Prof. Dr. Ivan Guilhon e Prof. Dr. Marcelo Marques, ambos do ITA. Confira o resumo do currículo dos ministrantes:

Prof. Dr. Ivan Guilhon: Engenheiro eletrônico com distinção Magna Cum Laude (2014) e doutor em física atômica e molecular (2017) pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Realizou um estágio em pesquisa (doutorado sanduíche) na Friedrich-Schiller Universität de Jena, Alemanha. Atualmente atua no grupo de materiais semicondutores e nanotecnologia (GMSN) do ITA, com ênfase em simulações computacionais de materiais baseadas em teoria do funcional da densidade (DFT), e como membro do comitê científico da B8 Projetos Educacionais. Trabalha com tratamentos estatísticos para modelamento de materiais desordenados, correções de quasipartícula e efeitos excitônicos de materiais bidimensionais. Possui uma vasta experiência como competidor e preparador de estudantes em olimpíadas científicas nacionais e internacionais. É autor do livro ‘Física em Nível Olímpico’, publicado pela editora LCR.

Prof. Dr. Marcelo Marques: Possui graduação em Física pela Universidade de São Paulo (1999), mestrado em Física pela Universidade de São Paulo (2001) e doutorado em Física pela Universidade de São Paulo (2005). É atualmente professor associado no Instituto Tecnológico de Aeronáutica-ITA, sendo que de 2006 a 2014 atuou na Divisão de Engenharia Eletrônica, no Departamento de Micro-ondas e Optoeletrônica, se transferindo depois para a Divisão de Ciências Fundamentais no Departamento de Física. É co-fundador do Grupo de Materiais Semicondutores e Nanotecnologia-GMSN que realiza pesquisa teórica em física da matéria condensada com enfase em semicondutores e/ou nanoestruturas. Destacam-se como os dois pontos principais nos trabalhos: (i) a correção de quasíparticula da estrutura eletrônica, especialmente com o método desenvolvido DFT-1/2 e também (ii) a aplicação de modelos estatísticos rigorosos para simulação de sistemas desordenados. Tem-se como objetivo obter as propriedades estruturais, termodinâmicas, elásticas, vibracionais , eletrônicas, ópticas e topológicas de sistemas complexos bidimensionais ou tridimensionais como ligas, heteroestruturas, e materiais com defeitos e impurezas. Em termos de tipos de sistemas, é enfatizado o estudo de nitretos, óxidos, heteroestruturas de van der Waals e perovskitas para aplicações em eletrônica, optoeletrônica e computação quântica.

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