NANS1004 Computational Nanosciences (2–4 op)

Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti
Vastuuorganisaatio:
Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Fysiikan laitos, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Kemian laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2024-2025, 2025-2026, 2026-2027, 2027-2028

Kuvaus

  • näkökulmia laskennalliseen nanotieteen tutkimukseen (mallinnettavat materiaalit/systeemit, mallinnettavat ilmiöt, menetelmät, analysointi, laskennallinen infrastruktuuri, käytännön tutkimustyö)

  • yleiskatsaus useisiin laskennallisiin menetelmiin (monen kappaleen menetelmät, tiheysfunktionaali teoria, tiukan sidoksen malli, klassiset voimakentät, diskretoidut mallit jatkuvalle aineelle)

  • eri menetelmien soveltuvuus eri nanomateriaalien ja ominaisuuksien tutkimukseen

  • laskennallinen tutkimus Jyväskylän Nanotiedekeskuksessa.

Laajennetussa kokonaisuudessa lisäksi
  • nanotieteen laskentaongelman ratkaiseminen käytännössä
  • yhden laskentamenetelmän ja siihen liittyvän ohjelmiston käyttö soveltuvassa laskentaympäristössä
  • tulosten visualisointi ja koostaminen
  • raportin tekeminen ja esittely.

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • suhteuttaa laskennallisen tutkimuksen täysin teoreettiseen ja kokeelliseen tutkimukseen,

  • nimetä yleisimmät laskennallisen nanotieteen menetelmät,

  • selostaa lyhyesti menetelmien perusperiaatteet,

  • luokitella menetelmät niiden approksimaatioiden, laskennallisen tehokkuuden, käyttötarkoituksen ja kvanttimekaanisten piirteiden suhteen,

  • pitää esitelmän yhdestä laskennalliseen nanotieteeseen liittyvästä aiheesta,

  • perustellusti valita soveltuvimman menetelmän annetun nanorakenteen ja tutkittavan ominaisuuden perusteella,

  • jatkossa itsenäisesti syventää tietojaan laskennallisesta nanotieteestä.

Laajennetun kokonaisuuden suoritettuaan opiskelija osaa lisäksi
  • ratkaista laskennallisen nanotieteen ongelman käytännössä,
  • käyttää yhtä laskennallista menetelmää ja siihen liittyvää ohjelmistoa soveltuvassa laskentaympäristössä,
  • muodostaa raportin saamistaan tuloksista ja selittää tulokset.

Oppimateriaalit

Muiden opiskelijoiden tuottama ja luennoilla jaettava materiaali. 

Suoritustavat

Tapa 1

Kuvaus:
Suoritustapa 1 sisältää vain luento-osuuden kurssista. Pakollinen osa.
Arviointiperusteet:
Aktiivisuus luennolla, tutkijan haastattelu ja esitys, kriteeriperusteinen itsearviointi (mahd. muut pienemmät kirjalliset tehtävät).
Opetusajankohta:
Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa sisältää sekä luento-osuuden että käytännön laskentaprojektin.
Arviointiperusteet:
Luento-osuus: Aktiivisuus luennolla, tutkijan haastattelu ja esitys, kriteeriperusteinen itsearviointi (mahd. muut pienemmät kirjalliset tehtävät). Käytännön laskentaprojekti: raportti, tulosten esittely ja arviointikeskustelu.
Opetusajankohta:
Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x
x

Luento-osuus (2 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Läsnäolo ja aktiivisuus luennoilla, esitys ja sen materiaali, itsearviointi</p>
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Aktiivinen osallistuminen luentoihin, spesialistin haastattelu, esityksen valmistelu ja esityksen pitäminen, itsearvioinnin kirjoittaminen, muut luennoilla annetut tehtävät.

Opetus

x

Itsenäinen laskentaprojekti (2 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Raportti ja tulosten esittely, arviointikeskustelu<br></p>
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Osallistuminen ohjeistuskerroille, laskentaprojektin suorittaminen itsenäisesti, raportin valmistelu tuloksista ja sen esittely.

Opetus