Bu dersin amacı, modern hesaplamalı malzeme bilimi ve yoğun madde fiziğinin temel kuramsal araçlarından biri olan Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi'nin (DFT) teorik temellerini öğrencilere kazandırmak ve elektronik yapı hesaplamalarında kullanılan temel yaklaşımları öğretmektir. Ders kapsamında Hohenberg–Kohn teoremleri, Kohn–Sham formülasyonu, değiş-tokuş ve korelasyon fonksiyonelleri, düzlem dalga ve yerel baz setleri, psödopotansiyeller, elektronik bant yapıları, yoğunluk durumları ve toplam enerji hesaplamaları ele alınmaktadır. Öğrencilerin atomik ve elektronik yapı özelliklerini ilk prensipler yöntemleriyle inceleyebilme, hesaplama sonuçlarını fiziksel olarak yorumlayabilme ve güncel araştırmalarda kullanılan DFT tabanlı yöntemleri etkin biçimde kullanabilme yetkinliği kazanmaları hedeflenmektedir.

Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi'nin temel prensipleri, çok-elektronlu sistemlerde Schrödinger denkleminin çözümüne yönelik yaklaşımlar, Hohenberg–Kohn teoremleri ve Kohn–Sham formülasyonu. Değiş-tokuş ve korelasyon enerjisi kavramları, LDA, GGA ve hibrit fonksiyoneller, baz setleri ve düzlem dalga yöntemleri, psödopotansiyeller ve PAW yaklaşımı. Öz-uyumlu alan (SCF) hesaplamaları, Brillouin bölgesi örneklemesi, elektronik bant yapısı, yoğunluk durumları ve yük yoğunluğu analizleri. Kristal yapılar için toplam enerji hesaplamaları, yapı optimizasyonu, fonon hesaplamaları ve moleküler dinamik simülasyonlarına giriş. Yüzeyler, kusurlar, adsorpsiyon, manyetik sistemler ve iki boyutlu malzemeler için ilk-prensip hesaplamalarının temel uygulamaları. Hesaplama sonuçlarının fiziksel yorumlanması ve güncel araştırma problemlerine uygulanması.