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納米光子學與光譜學中的計算模擬(Computational Simulation in Nanophotonics and Spectroscopy)

納米光子學與光譜學中的計算模擬(Computational Simulation in Nanophotonics and Spectroscopy)

定 價:¥69.00

作 者: 孫萌濤、穆希皎
出版社: 清華大學出版社
叢編項:
標 簽: 暫缺

ISBN: 9787302570998 出版時間: 2021-11-01 包裝: 平裝-膠訂
開本: 16開 頁數(shù): 176 字數(shù):  

內(nèi)容簡介

  本書針對于納米光子學和光譜學中的計算模擬問題進行原理和應用上的介紹。主要分為原理和程序應用兩部分。從計算原理上來說,還可以分為量子力學計算和經(jīng)典力學模擬。主要是采用量子力學和量子化學框架中的性原理技術對于分子體系和固體體系及其表面的光譜學模擬及其分析;以及使用經(jīng)典電磁場理論對于材料的光學性質(zhì)和現(xiàn)象進行有限元計算。其中包括亞波長光學以及表面等離激元的分析和應用。本書在介紹原理,理論以及物理公式的同時,還會列出計算模擬的具體方法,比如程序輸入文件,模型的構建方法以及后續(xù)分析繪圖方法。

作者簡介

  北京科技大學數(shù)理學院教授,博士生導師。先后就職于瑞典隆德大學,中國科學院物理研究所。截至目前,已在Light: Science & Applications、Advance Materials、Small 等期刊上發(fā)表高水平論文150余篇,包含8篇ESI高被引論文,論文已被引用5600余次,單篇引用230次,H因子40。主持國家自然科學基金重大研究計劃2項;國家自然科學基金面上項目2項;科技部重大研究計劃1項 。

圖書目錄


CONTENTS
Chapter 1  Introduction  1
Chapter 2  Theoretical Basis of Computational Simulation  7
2.1  Semi-empirical method  7
2.1.1  Introduction of semi-empirical method  7
2.1.2  The accuracy and applicable scale of the semi-empirical 
method  10
2.1.3  Mainstream software  11
2.2  Hartree-Fock method  16
2.3  Density functional theory  19
2.3.1  Difficulties in calculation of actual materials  19
2.3.2  Hohenberg-Kohn theorem   20
2.3.3  Exchange correlation functional  22
2.3.4  Selection of functional  24
2.3.5  How to change the functional  30
2.4  Basis sets  33
2.4.1  Selection of basis sets  33
2.4.2  Application of mixed basis set, custom basis set and pseudopotential basis 
set in Gaussian  48
2.4.3  Diffuse functions  61
Chapter 3  Calculation and Analysis of Electron Transition Spectra 69
3.1  Calculation method of excited states  69
3.1.1  Introduction  69
3.1.2  TDDFT  71
3.1.3  Other calculation methods excited states  77
3.1.4  Appendix: list of HF components of different DFT functionals 82
3.2  Analysis method of excited states  84
3.2.1  Hole-electron analysis   84
3.2.2  Quantitative description   86
3.2.3  Exciton binding energy  88
3.2.4  Ghost-Hunter index  89
Chapter 4  Vibration Spectrum Calculation and Analysis  91
4.1  IR spectra  91
4.2  Raman spectra  98
4.3  Calculation of vibration-resolved electronic spectra  100
4.3.1  Principles   100
4.3.2  Calculation methods  103
4.3.3  Additional parameters  107
4.4  Vibration mode  108
Chapter 5  Calculation of Nonlinear Optical Properties  112
5.1  Two-photon absorption  112
5.1.1  Calculation method of TPA cross-section   115
5.1.2  Application of TPA calculation  118
5.2  Second order Harmonic wave generate  120
5.2.1  Sum-of-states  120
5.2.2  Calculation of SHG  124
Chapter 6  Calculation and Analysis of Molecular Chiral Spectra   127
6.1  Chirality  127
6.2  Chiral spectroscopy  131
6.2.1  Electron circular dichroism   131
6.2.2  Raman optical activity  135
Chapter 7  First Principles Calculation of Optical Properties of Solids   138
7.1  Optical properties of solids  138
7.2  Light absorption of inorganic solids  139
7.3  Optical properties of semiconductor  140
7.3.1  Intrinsic semiconductor light absorption  140
7.3.2  Extrinsic semiconductor light absorption  141
7.4  Calculation of solid optical properties in common software  142
7.5  Application of solid optical properties in surface plasmon   146
Chapter 8  Application of Electronic Structure Method in Optical Calculation and 
Analysis 149
8.1  Energy band theory  149
8.1.1  Fundamental assumption 151
8.1.2  Conduction band 151
8.1.3  Valence and forbidden band  152
8.2  Density of states   153
8.3  Effective mass  155
8.4  Application of electronic structure method  157
Bibliography 164

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