Bìa cuốn sách Khóa học Quantum ESPRESSO cho vật lý chất rắn.
Phương pháp tính toán phổ biến nhất hiện nay cho nguyên tử, phân tử và chất rắn trong vật lý, hoá học và khoa học vật liệu dựa trên một giả thuyết duy nhất là: “Mật độ điện tử có thể đặc trưng cho toàn bộ tính chất của vật liệu”, hay còn gọi là lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Phần mềm mã nguồn mở Quantum ESPRESSO là một trong những phần mềm miễn phí được sử dụng nhiều nhất bởi các nhà khoa học trong tính toán DFT. Ngày nay, các nhà nghiên cứu có thể tính toán các tính chất của một vật liệu bất kỳ bằng máy tính cá nhân và phần mềm Quantum ESPRESSO mà không phải lo lắng về chi phí bản quyền.
Cuốn sách "Khóa học Quantum ESPRESSO trong vật lý chất rắn" bao gồm 372 trang, 87 hình ảnh và đồ thị cùng 23 ví dụ thực hành là một tài liệu hướng dẫn đầy đủ và toàn diện về phần mềm Quantum ESPRESSO. Nội dung cuốn sách bao gồm các khái niệm cơ bản của vật liệu như cấu trúc mạng tinh thể, tính chất điện tử, dao động mạng tinh thể, tính chất siêu dẫn, tính chất quang học và nhiều tính chất khác. Đồng thời giới thiệu cách cài đặt phần mềm, hướng dẫn xây dựng mô hình, giải thích các dữ liệu đầu vào và phân tích các dữ liệu đầu ra từ phần mềm Quantum ESPRESSO. Bên cạnh đó, cuốn sách cũng giới thiệu về các khái niệm cơ bản của lý thuyết DFT và vật lý chất rắn liên quan đến phần mềm Quantum ESPRESSO.
Nội dung của cuốn sách đã được sử dụng trong nhiều hội thảo về DFT và Quantum ESPRESSO tại Nhật Bản, Việt Nam, Trung Quốc và Indonesia. Hai nhóm độc giả tiềm năng của cuốn sách là: (1) Các nhà khoa học thực nghiệm - những người mong muốn sử dụng tính toán DFT để so sánh và làm sáng tỏ các kết quả thực nghiệm của họ; (2) Các nhà khoa học lý thuyết - những người mong muốn tính toán chi tiết và kiểm chứng các giả thuyết của họ thông qua tính toán DFT. Tất cả các ví dụ và mã lập trình trong cuốn sách có thể tải về từ địa chỉ: https://github.com/nguyen-group/QE-SSP. Để thực hành các ví dụ trong cuốn sách, độc giả chỉ cần chuẩn bị một máy tính cá nhân (không đòi hỏi một cấu hình mạnh) cùng một đường truyền kết nối internet ổn định để tải phần mềm và dữ liệu.
Cuốn sách đã nhận được phản biện tích cực từ các nhà khoa học có ảnh hưởng trong chuyên ngành DFT và vật lý chất rắn, như: GS Angle Rubio - Giám đốc điều hành của Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter đã nhận xét rằng: "Cuốn sách này cung cấp các khái niệm cơ bản và cách thức thực hiện trên phần mềm phổ biến Quantum ESPRESSO một cách đơn giản và sư phạm. Cuốn sách được thiết kế cho người mới bắt đầu nghiên cứu về tính toán khoa học vật liệu, bao gồm một loạt các tài liệu và hướng dẫn nâng cao trong Quantum ESPRESSO". Hay theo GS Mikito Koshino - Trường Đại học Osaka, “hiện nay, lý thuyết DFT là một công cụ phổ biến để tính toán cấu trúc điện tử của chất rắn. Cấu trúc điện tử này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực vật lý và kỹ thuật. Khóa học Quantum ESPRESSO trong vật lý chất rắn là một tài liệu hướng dẫn tốt nhất để bắt đầu học DFT. Cuốn sách cung cấp hướng dẫn đầy đủ và toàn diện về các kỹ thuật tính toán trên Quantum ESPRESSO với nhiều ví dụ thực hành cho các ứng dụng thực tế cũng như cho các vật liệu thực tế. Nó cũng bao gồm các nguyên lý cơ bản của lý thuyết DFT và các khái niệm cơ bản trong vật lý chất rắn. Do vậy, cuốn sách rất phù hợp với sinh viên và các nhà khoa học, những người muốn tìm hiểu vật lý chất rắn và khoa học vật liệu hiện đại.”
Hy vọng cuốn sách sẽ hữu ích với độc giả, đặc biệt là các bạn sinh viên của các trường khoa học và kỹ thuật sẽ hứng thú tính toán với phần mềm Quantum ESPRESSO như chơi một trò chơi của thế giới lượng tử.
CT