کارگاه مجازی نرم‌افزار کوانتوم‌اسپرسو

کوانتوم‌اسپرسو مجموعه‌ای از کد‌های نرم‌افزاری منبع باز برای انجام محاسبات ساختار الکترونی و طراحی مواد در مقیاس نانو است. این مجموعه کد بر‌پایه نظریه تابعی چگالی (DFT)، توابع پایه موج مسطح و شبه‌پتانسیل‌ها استوار و بر همین اساس برای انجام محاسبات سیستم‌های حالت چگال بسیار مناسب است. هرچند کوانتوم‌اسپرسو قابلیت محاسبه خواص مولکول‌های گازی مجزا را نیز دارد.

در این کارگاه بسته‌نرم‌افزاری کوانتوم اسپرسو همراه با چند نرم‌افزار کاربردی مرتبط (VESTA, pwgui, xcrysden) از پایین‌ترین سطح آموزش داده می‌شود و مناسب کسانی است که هیچ آشنایی با این نرم‌افزار ندارند و یا آشنایی اندکی دارند. همچنین علاوه بر کاربری نرم‌افزارهای ذکر شده مبانی نظری مرتبط با ساختارهای بلوری به صورت مختصر و با زبانی ساده آموزش داده می‌شود. کوانتوم‌اسپرسو یکی از معتبرترین و کاراترین کدهای نرم‌افزاری برای انجام محاسبات روی سیستم‌های حالت چگال است. سیلابس این  کارگاه شامل آموزش بسیاری از قابلیت‌های کلیدی کوانتوم‌اسپرسو است. شرکت در این کارگاه به کلیه دانشجویان و اساتید رشته‌های شیمی، فیزیک حالت جامد، مهندسی مواد و کلیه پژوهش‌گرانی که به مطالعه ساختارهای حالت چگال می‌پردازند توصیه می‌شود.

سرفصل مطالب:

• آشنایی با مفاهیم بنیادی و نحوه اجرای کوانتوم اسپرسو 

  • آشنایی با روش‌های کوانتوم مکانیکی و روش‌های DFT
  • آشنایی با توابع پایه plane wave و شبه‌پتانسیل‌ها
  • آموزش دستورات ضروری لینوکس
  • آموزش نصب کوانتوم اسپرسو روی لینوکس CentOS
  • آموزش اجرای Quantum Espresso
  • آموزش بچ کردن محاسبات Quantum Espresso

• آشنایی با قالب فایل ورودی و خروجی Quantum Espresso و آموزش ساخت فایل ورودی

  • آشنایی با آناتومی فایل ورودی Quantum Espresso
  • آشنایی با قسمت‌های مختلف فایل خروجی کوانتوم‌اسپرسو
  • انجام محاسبه انرژی روی یک مولکول منفرد

• آشنایی با ساختارهای کریستالی و تهیه آنها برای فایل ورودی کوانتوم اسپرسو

  • آشنایی مختصر با ساختار ترکیبات کریستالی
  • آشنایی با فرمت‌های مختلف درج مختصات ساختارهای کریستالی
  • تبدیل فرمت ساختارهای معدنی استاندارد به فرمت ورودی کوانتوم اسپرسو
  • ساخت ساختار‌های کریستالی با استفاده از نرم‌افزار VESTA
  • انجام محاسبه انرژی روی یک ساختار کریستالی

• آشنایی با k-points و فضای reciprocal

  • آشنایی با نقاط کا، فضای ریسیپریکال و مفاهیم مرتبط
  • آشنایی با روش‌های مقادردهی نقاط کا در فایل ورودی کوانتوم اسپرسو

  بهینه سازی ساختار و سایر محاسبات اساسی در Quantum Espresso

  • محاسبه بهینه‌سازی ساختار در سل ثابت و متغییر
  • محاسبه طیف‌های IR و RAMAN
  • انجام محاسبات فنونی

• آنالیز داده‌های خروجی کوانتوم اسپرسو

  • آشنایی با مفهوم k-points
  • محاسبه و رسم نمودار نوارهای الکترونی (Band Structures)
  • محاسبه و رسم نمودار دانسیته حالات DOS و PDOS

• محاسبه خواص جامدات در دما و فشار بالا

• • آشنایی با نرم‌افزار gibbs
  • آشنایی با مدل‌های ترمودینامیکی مختلف برون‌یابی خواص ترمودینامیکی
  • آماده‌سازی داده‌های اولیه با استفاده از کوانتوم اسپرسو برای مدل‌های ترمودینامیکی
  • محاسبه خواص ترمودینامکی جامدات در دما و فشار بالا با استفاده از نرم‌افزار gibbs

• بررسی برهمکنش مولکول‌ها با سطح و کاتالیز واکنش‌ها روی سطح

  • تعریف سوپرسل و سیستم‌های غیر متناوب
  • ساخت سوپرسل و ورودی برای سیستم‌های غیر متناوب
  • ادغام ساختارهای مولکولی با ساختار سطوح جامد
  • بررسی برهمکنش یک مولکول با یک سطح
  • مطالعه واکنش‌های شیمیایی در حضور کاتالیزورهای جامد

• دینامیک مولکولی کوانتومی بورن-اوپن‌هایمر

  • آشنایی با انواع روش‌های دینامیک مولکولی کوانتومی
  • انجام محاسبات دینامیک مولکولی به روش Born-Oppenheimer
  • بررسی یک واکنش sn2 با استفاده از روش Born-Oppenheimer
  • بررسی فایل‌های  خروجی محاسبه بورن-اوپن‌هایمر

• دینامیک مولکولی کوانتومی کار-پری‌نالو

  •  آشنایی با دینامیک مولکولی کوانتومی کار-پری‌نالو
  • آماده سازی فایل ورودی و انجام محاسبه به روش Car-Paarrinello
  • بررسی فایل‌های خروجی روش کار-پری‌نالو
  • تفسیر نتایج محاسبات Car-Parrinello

• دینامیک مولکولی کوانتومی - متاداینامیک

  • آشنایی با کد PLUMED
  • نصب نسخه کوانتوم‌اسپرسو هماهنگ با PLUMED
  • محاسبه انرژی آزاد واکنش‌های شیمیایی با استفاده از دینامیک مولکولی کوانتومی و PLUMED

زمان‌بندی کارگاه:

تاریخ برگزاری:  ۴ تا ۲۴ آذر ۱۴۰۲

تعداد جلسات: ۱۱ جلسه

فاصله بین جلسات: یک روز درمیان

مهلت ثبت نام:  ۳ آذر ۱۴۰۲

ساعت رفع اشکال: ۹:۰۰ تا ۱۰:۰۰ شب

استاد کارگاه: دکتر حسین حجی آبادی

نحوه برگزای کلاس:

مطالب ارائه شده در کلاس‌‌‌های مجازی همان مطالبی است که در کلاس‌‌های حضوری ارائه می‌شود با این تفاوت که دانشجو به جای حضور در کلاس وارد سایت نیکوپردازش شده و مطالب آموزشی را با استفاده از یک دستگاه متصل به اینترنت ( کامپیوتر، تبلت و یا حتی تلفن هوشمند) دریافت می‌کند. کارگاه‌های آموزشی نیکوپردازش از دو بخش محتوی آموزشی و رفع اشکال تشکیل شده است. محتوی آموزشی هر جلسه شامل فیلم، اسلاید، فایل صوتی، متن و ... است که  به صورت آنلاین در دسترس دانشجویان قرار می‌گیرد و محدود به ساعت خاصی از شبانه‌روز نیست. این مطالب از زمان بارگزاری تا یک هفته پس از پایان دوره قابل دسترسی‌اند و محدودیتی برای دفعات مشاهده وجود ندارد. در هر جلسه همراه با فیلم‌های آموزشی فعالیت‌‌‌هایی مانند کوئیز و تمرینات عملی برای دانشجویان در نظر گرفته شده است، همچنین دانشجویان امکان طرح سوال از استاد و یا بحث و تبادل نظر با سایر دانشجویان را دارند.

بخش رفع اشکال در ساعتی مشخص (اوایل شب) برگزار خواهد شد که در این ساعت دانشجویان با استاد کارگاه در تماس بوده و سوالات و مشکلات خود را مطرح می‌کنند. هر جلسه از کارگاه در حدود یک ساعت و نیم محتوی آموزشی و یک ساعت رفع اشکال دارد.

هزینه شرکت در کارگاه:

۶۴۰ هزار تومان برای دانشجویان (دانشگاه‌های ایران) - ۸۶۰ هزار تومان سایر اشخاص

تخفیف برای ثبت‌نام همزمان: در صورت ثبت‌نام همزمان در  چند کارگاه در یک فصل (تعداد دوره  منهی یک× ۱۰)٪ تخقیف  تا سقف ۲۰٪  از کل هزینه کسر خواهد شد.

تخفیف برای ثبت‌نام گروهی: در صورت معرفی دوستان و ثبت‌نام گروهی در یک کارگاه (تعداد نفرات × ۱۰) ٪ تخقیف تا سقف ۳۰٪ به هر یک از افراد تعلق خواهد گرفت.

مراحل ثبت نام:

یک: در کارگاه ثبت‌نام کنید (کمتر از یک دقیقه).

دو: هزینه کارگاه را به شماره حساب: ۰۲۲۶۸۵۵۴۸۷۰۰۹  و یا شماره کارت: ۱۴۰۵-۶۸۹۷-۹۹۸۱-۶۰۳۷ بانک ملی به نام فهیمه حجی آبادی واریز کنید.

سه: تصویر رسید بانکی و کارت دانشجویی را در واتس‌اپ به شماره ۰۹۱۲۴۶۸۳۳۸۹ ارسال کنید.

ملاحظات:

• ظرفیت دوره محدود است و اولویت با کسانی است که زودتر ثبت‌نام کنند.

• برای استفاده از تخفیف دانشجویی، تصویر کارت دانشجویی خود را به همراه رسید بانکی ارسال نمایند.

• آشنایی مقدماتی با سیستم‌عامل لینوکس و به خصوص محیط متنی آن برای شرکت در این دوره ضروری است. در صورتی که با این سیستم‌عامل آشنایی ندارید، توصیه می‌شود در دوره لینوکس و یونیکس نیز ثبت نام کنید.

• نصب Quantum Espresso در سیستم‌عامل لینوکس در این دوره آموزش داده خواهد شد و شرکت کنندگاه قبل از شروع دوره باید این سیستم‌عامل را به صورت فیزیکی یا مجازی روی رایانه خود نصب کنند.

• برای اطلاعات بیشتر درباره کارگاه‌های مجازی این صفحه را ملاحضه فرمائید.

ثبت‌نام در کارگاه