第一性原理材料計(jì)算基礎(chǔ)

定　價(jià)：￥78.00

作　者：	周健，梁奇鋒著
出版社：	科學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	南京大學(xué)材料科學(xué)與工程系列叢書(shū)
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787030626103	出版時(shí)間：	2019-10-01	包裝：	平裝
開(kāi)本：	16開(kāi)	頁(yè)數(shù)：	212	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　《第一性原理材料計(jì)算基礎(chǔ)》介紹了計(jì)算材料和計(jì)算凝聚態(tài)物理學(xué)中常用的密度泛函理論、程序及應(yīng)用實(shí)例，主要包括材料計(jì)算背景介紹；晶體結(jié)構(gòu)和晶體對(duì)稱(chēng)性；能帶理論和緊束縛近似；密度泛函理論基礎(chǔ)；VASP程序基本功能、參數(shù)和應(yīng)用；材料拓?fù)湫再|(zhì)理論和計(jì)算實(shí)例。《第一性原理材料計(jì)算基礎(chǔ)》分為六章。第1章為緒論，主要介紹材料設(shè)計(jì)的基本概念、材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和應(yīng)用、高性能計(jì)算和Linux操作系統(tǒng)。第2章為晶體結(jié)構(gòu)和晶體對(duì)稱(chēng)性，主要包括晶體點(diǎn)陣、元胞、對(duì)稱(chēng)操作、點(diǎn)群、晶系、原子坐標(biāo)和倒易空間等內(nèi)容。第3章為電子能帶結(jié)構(gòu)，包括布洛赫定理、玻恩-馮·卡門(mén)邊界條件、本征方程、緊束縛近似及一些簡(jiǎn)單材料的算例。第4章為密度泛函理論，主要介紹了Hartree方程、Hartree-Fock方程、密度泛函理論基礎(chǔ)、Kohn-Sham方程、基組、贗勢(shì)以及交換關(guān)聯(lián)勢(shì)等內(nèi)容。第5章為密度泛函計(jì)算程序VASP，主要介紹VASP程序的基本功能和常見(jiàn)參數(shù)，并列舉了幾個(gè)常見(jiàn)的計(jì)算實(shí)例。第6章為拓?fù)洳牧嫌?jì)算實(shí)例，專(zhuān)題介紹了材料拓?fù)湫再|(zhì)的基本理論，并列舉了若干使用密度泛函理論研究材料拓?fù)湫再|(zhì)的計(jì)算實(shí)例。

作者簡(jiǎn)介

暫缺《第一性原理材料計(jì)算基礎(chǔ)》作者簡(jiǎn)介

圖書(shū)目錄

目錄
前言
第1章緒論 1
1.1 材料設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 1
1.1.1 背景介紹 1
1.1.2 材料數(shù)據(jù)庫(kù) 2
1.1.3 材料數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用 5
1.1.4 存在的問(wèn)題 5
1.1.5 展望和總結(jié) 7
1.2 材料計(jì)算簡(jiǎn)介 8
1.2.1 材料計(jì)算的基本內(nèi)容 8
1.2.2 晶體的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì) 10
1.3 高性能計(jì)算和Linux系統(tǒng) 10
1.3.1 高性能計(jì)算 10
1.3.2 Linux基礎(chǔ)知識(shí) 12
第2章晶體結(jié)構(gòu)和晶體對(duì)稱(chēng)性 13
2.1 常見(jiàn)材料的晶體結(jié)構(gòu) 13
2.1.1 平移周期性 13
2.1.2 三維晶體 14
2.1.3 二維晶體 22
2.1.4 一維晶體 24
2.1.5 零維材料 25
2.2 點(diǎn)陣和元胞 26
2.2.1 基元、結(jié)點(diǎn)和點(diǎn)陣 26
2.2.2 元胞的取法 31
2.2.3 常見(jiàn)三維點(diǎn)陣的元胞 32
2.3 對(duì)稱(chēng)操作和點(diǎn)群 34
2.3.1 對(duì)稱(chēng)操作 34
2.3.2 分子和晶體中的對(duì)稱(chēng)性 35
2.3.3 變換矩陣 38
2.3.4 對(duì)稱(chēng)操作的集合 40
2.3.5 點(diǎn)群和空間群 41
2.3.6 點(diǎn)群和空間群的命名 42
2.4 晶系和點(diǎn)陣 44
2.4.1 七大晶系 44
2.4.2 14種點(diǎn)陣 45
2.4.3 32個(gè)點(diǎn)群 46
2.5 原子坐標(biāo) 48
2.5.1 分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和直角坐標(biāo) 48
2.5.2 分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 49
2.5.3 Wycko位置 50
2.6 晶體的倒易空間 51
2.6.1 倒易空間和倒易點(diǎn)陣 51
2.6.2 體心立方和面心立方的倒易點(diǎn)陣 53
2.6.3 布里淵區(qū) 54
第3章電子能帶結(jié)構(gòu) 57
3.1 引言 57
3.2 布洛赫定理 59
3.2.1 布洛赫定理的證明 59
3.2.2 玻恩-馮卡門(mén)邊界條件 61
3.3 本征方程 63
3.3.1 本征方程的推導(dǎo) 63
3.3.2 能量本征值的對(duì)稱(chēng)性 65
3.4 緊束縛近似 68
3.4.1 緊束縛近似方法 68
3.4.2 一維聚乙炔的能帶 72
3.4.3 二維石墨烯的能帶 75
第4章密度泛函理論 79
4.1 波函數(shù)方法 79
4.1.1 多粒子哈密頓 79
4.1.2 Hartree方程 79
4.1.3 Hartree-Fock方法 81
4.2 密度泛函理論基礎(chǔ) 86
4.2.1 Thomas-Fermi-Dirac近似 86
4.2.2 Hohenberg-Kohn定理 87
4.2.3 Kohn-Sham方程 88
4.3 基函數(shù) 93
4.3.1 平面波基組 93
4.3.2 數(shù)值原子軌道基組 98
4.3.3 綴加波方法 99
4.4 贗勢(shì)方法 104
4.4.1 正交化平面波 104
4.4.2 贗勢(shì) 105
4.4.3 模守恒贗勢(shì)和超軟贗勢(shì) 107
4.4.4 PAW 法 109
4.5 交換關(guān)聯(lián)勢(shì) 111
第5章密度泛函計(jì)算程序 VASP 114
5.1 VASP程序簡(jiǎn)介 114
5.2 四個(gè)重要輸入文件 115
5.2.1 POSCAR 116開(kāi)
5.2.2 KPOINTS 118
5.2.3 POTCAR 120
5.2.4 INCAR 121
5.3 其他輸入輸出文件介紹 121
5.4 INCAR文件介紹 123
5.5 常見(jiàn)功能設(shè)置 128
5.6 幾個(gè)實(shí)例 130
5.6.1 非磁性材料計(jì)算——-BaTiO3的電子結(jié)構(gòu) 130
5.6.2 磁性材料計(jì)算——-CrCl3的電子結(jié)構(gòu) 134
5.6.3 雜化密度泛函計(jì)算——-MoS2單層的帶隙計(jì)算 137
5.6.4 硅的點(diǎn)聲子頻率計(jì)算 140
5.6.5 硅的聲子能帶和態(tài)密度 142
第6章拓?fù)洳牧嫌?jì)算實(shí)例 145
6.1 拓?fù)洳牧虾?jiǎn)介 145
6.1.1 拓?fù)淞孔游飸B(tài) 145
6.1.2 Berry相位與拓?fù)湮飸B(tài)模型 148
6.1.3 *大局域化 Wannier函數(shù)方法 150
6.2 二維量子自旋霍爾效應(yīng)體系 BiSiC的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算 151
6.2.1 BiSiC 的晶體結(jié)構(gòu) 152
6.2.2 Bi-Bi-HSi(111)的能帶結(jié)構(gòu) 153
6.2.3 Bi-Bi-HSi(111)的量子自旋霍爾效應(yīng) 154
6.2.4 Bi-Vac-VacSi(111)的量子自旋霍爾效應(yīng) 156
6.3 K0:5RhO2中量子反?；魻栃?yīng)的第一性原理計(jì)算 159
6.3.1 K0:5RhO2的晶體結(jié)構(gòu) 159
6.3.2 K0:5RhO2的非共面反鐵磁基態(tài) 16開(kāi)0
6.3.3 K0:5RhO2的能帶 16開(kāi)4
6.4 三維拓?fù)浣^緣體 Bi2Se3的第一性原理計(jì)算 16開(kāi)7
6.4.1 Bi2Se3的晶體結(jié)構(gòu) 16開(kāi)7
6.4.2 Bi2Se3的體相能帶結(jié)構(gòu) 16開(kāi)8
6.5 展望 171
參考文獻(xiàn) 172
附錄一泛函及其導(dǎo)數(shù) 180
附錄二元胞和布里淵區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)取法 181