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本课程属于：017-第一性原理与VASP材料计算 先进材料、材料计算与可靠性工程 · 共 11 门相关课程，组合学习更完整。
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第一性原理材料计算入门到工程

共计 30 章节
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01
课程导入
目标=第一性原理材料计算的定义 · 发展脉络 · 工程价值与整体学习路线
课程导入目标=第一性原理…
02
量子力学基础
目标=波函数 · 薛定谔方程 · 算符
量子力学基础目标=波函数
03
多粒子体系与近似方法
目标=玻恩-奥本海默近似 · 单电子近似 · Hartree-Fock方法与密度泛…
多粒子体系近似方法
04
密度泛函理论核心
目标=Hohenberg-Kohn定… · Kohn-Sham方程 · 交换关联泛函与自洽场迭代
密度泛函理论核心Hohenberg-Ko…
05
平面波与赝势方法
目标=Bloch定理 · 倒空间 · 平面波基组
平面波赝势方法
06
基组与数值实现
目标=原子轨道基组 · 数值原子轨道 · 投影缀加波方法与不同基组的适用场景
基组数值实现
07
交换关联泛函
目标=LDA · GGA · meta-GGA
交换关联泛函LDA
08
计算参数收敛
目标=截断能 · k点网格 · 展宽
计算参数收敛目标=截断能
09
材料结构建模
目标=晶体结构 · 表面 · 界面
材料结构建模目标=晶体结构
10
结构优化与能量计算
目标=离子弛豫 · 晶格优化 · 状态方程
结构优化能量计算
11
电子结构分析
目标=能带结构 · 态密度 · 投影态密度
电子结构分析目标=能带结构
12
力学性质计算
目标=弹性常数 · 体模量 · 剪切模量
力学性质计算目标=弹性常数
13
热力学性质计算
目标=声子谱 · 自由能 · 热容
热力学性质计算目标=声子谱
14
缺陷与掺杂工程
目标=点缺陷形成能 · 缺陷浓度 · 过渡能级与掺杂对电子结构的影响
缺陷掺杂工程
15
表面与吸附
目标=表面能 · 功函数 · 吸附能
表面吸附
16
界面与异质结
目标=界面结合能 · 能带对齐 · 电荷转移与界面稳定性评估
界面异质结
17
磁性材料计算
目标=自旋极化 · 铁磁/反铁磁构型 · 磁各向异性与自旋轨道耦合
磁性材料计算目标=自旋极化
18
光学性质计算
目标=介电函数 · 吸收谱 · 折射率与激子效应的第一性原理处理
光学性质计算目标=介电函数
19
声子与晶格动力学
目标=力常数 · 声子色散 · 声子态密度与结构稳定性判断
声子晶格动力学
20
分子动力学与有限温度
目标=从头算分子动力学 · 系综 · 温度控制与扩散系数计算
分子动力学有限温度
21
过渡态与反应路径
目标=NEB方法 · 活化能 · 反应速率与催化反应机理研究
过渡态反应路径
22
强关联体系方法
目标=DFT+U · 杂化泛函与动力学平均场在过渡金属氧化…
强关联体系方法DFT+U
23
高吞吐量与材料筛选
目标=计算流程自动化 · 数据库构建 · 描述符设计与材料筛选策略
高吞吐量材料筛选
24
机器学习辅助计算
目标=机器学习势函数 · 主动学习与加速第一性原理模拟
机器学习辅助计算目标=机器学习势…
25
计算资源与并行
目标=HPC集群 · 任务调度 · 并行效率与计算成本估算
计算资源并行
26
软件工具实战
目标=VASP · Quantum ESPRESSO · ABINIT
软件工具实战VASP
27
结果验证与误差分析
目标=收敛性验证 · 泛函选择误差 · 实验对比与不确定性量化
结果验证误差分析
28
工程案例一
目标=锂离子电池正极材料的稳定性 · 电压与离子迁移计算
工程案例一目标=锂离子电池…
29
工程案例二
目标=半导体缺陷与掺杂的电子结构调控…
工程案例二目标=半导体缺陷
30
工程案例三
目标=催化材料表面反应机理与活性描述…
工程案例三目标=催化材料表…