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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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DFT介电与光学性质计算工程

共计 30 章节
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01
DFT介电与光学性质计算工程导论
目标=课程目标 · 介电函数与光学性质在材料研发中的工程… · DFT计算在其中的角色
DFT介电
02
介电函数与光学常数的物理基础
目标=复介电函数 · 折射率 · 消光系数
介电函数光学常数的物理基…
03
DFT计算光学性质的理论框架
目标=独立粒子近似 · 随机相位近似 · 时间依赖DFT
DFT计算光学性质的理…
04
计算前的结构准备与收敛性工程
目标=晶体结构建模 · 原胞与超胞选择 · 截断能
计算前的结构准备收敛性工程
05
电子结构计算与光学性质输入设置
目标=自洽计算 · 非自洽计算 · 能带与态密度计算
电子结构计算光学性质输入设置
06
介电函数计算实战
目标=独立粒子近似 · 提取实部与虚部 · 分析带间跃迁贡献与谱线特征
介电函数计算实战目标=独立粒子近…
07
局域场效应与RPA介电函数计算
目标=从IPA到RPA的工程升级 · 理解局域场修正对介电谱的影响 · 完成RPA计算并对比IPA结果
RPA局域场效应
08
光学吸收与反射谱计算工程
目标=从介电函数出发计算吸收系数 · 反射率与折射率谱 · 处理各向异性材料的方向平均
光学吸收反射谱计算工程
09
能量损失函数与电子能量损失谱模拟
目标=计算体等离子体激元与表面等离子… · 模拟EELS谱 · 分析材料中电子集体激发行为
能量损失函数电子能量损失谱模…
10
折射率与介电常数静态极限计算
目标=提取静态介电常数与静态折射率 · 分析低频极限的收敛性 · 评估不同交换关联泛函对静态介电常数的…
折射率介电常数静态极限…
11
二维材料介电与光学性质计算
目标=针对石墨烯 · 过渡金属硫族化合物等二维体系 · 处理真空层
二维材料介电光学性质计算
12
各向异性材料光学性质计算
目标=针对单斜 · 六角等各向异性晶体 · 计算介电张量全分量
各向异性材料光学…目标=针对单斜
13
金属与等离激元材料光学性质计算
目标=计算金属的介电函数 · 带内与带间跃迁贡献 · 等离子体频率与阻尼
金属等离激元材料光学…
14
半导体带边光学性质与激子效应
目标=计算带边吸收 · 激子结合能与振子强度 · 引入BSE方法处理激子效应
半导体带边光学性…激子效应
15
缺陷与掺杂体系的光学性质计算
目标=构建带电缺陷或掺杂超胞 · 计算缺陷能级对光学吸收与发射的影响 · 处理有限尺寸修正与谱线展宽
缺陷掺杂体系的光学性…
16
温度与晶格振动对光学性质的影响
目标=引入电子-声子耦合与晶格热膨胀… · 计算温度依赖的介电函数与光学吸收边 · 与实验变温光谱对比
温度晶格振动对光学性…
17
光学性质计算中的展宽与谱线处理
目标=理解洛伦兹 · 高斯与洛伦兹-高斯混合展宽机制 · 合理选择展宽参数
光学性质计算展宽
18
介电函数计算的后处理与自动化
目标=使用Python脚本解析OUT… · vasprun.xml · EIGENVAL等输出文件
介电函数计算的后…自动化
19
多软件平台光学性质计算对比
目标=在VASP · Quantum ESPRESSO · CASTEP
多软件平台光学性…VASP
20
光学性质计算中的泛函选择与带隙修正
目标=评估LDA · GGA · meta-GGA
光学性质计算泛函选择
21
GW近似与BSE方法在光学计算中的工程实践
目标=从DFT能带出发执行GW准粒子… · 处理计算成本与收敛性 · 获得高精度吸收谱
GWBSE
22
非线性光学性质计算入门
目标=计算二阶非线性极化率 · 二次谐波产生与电光效应 · 理解DFT框架下非线性光学响应的计算…
非线性光学性质计…目标=计算二阶非…
23
磁光与拓扑材料光学性质计算
目标=计算磁光克尔效应 · 法拉第旋转与拓扑表面态的光学响应 · 处理自旋轨道耦合与磁各向异性的影响
磁光拓扑材料光学性质…
24
异质结与界面体系光学性质计算
目标=构建半导体异质结或金属-半导体… · 计算界面态对光学吸收 · 电荷转移跃迁与能带对齐的影响
异质结界面体系光学性质…
25
光学性质计算中的有限尺寸与收敛性验证
目标=系统测试超胞尺寸 · k点密度 · 截断能与真空层厚度对光学谱的收敛性
光学性质计算有限尺寸
26
实验光谱对比与误差分析
目标=将计算得到的吸收 · 反射 · EELS谱与实验数据定量对比
实验光谱对比误差分析
27
高通量介电与光学性质计算工作流
目标=设计自动化流程批量计算材料数据… · 使用FireWorks · AiiDA或自定义脚本管理任务与数据
高通量介电光学性质计算工作…
28
机器学习辅助光学性质预测与筛选
目标=利用DFT计算数据训练机器学习… · 快速预测介电常数与光学吸收谱 · 加速光学材料筛选与设计
机器学习辅助光学…筛选
29
光学性质计算在光电器件设计中的应用
目标=以太阳能电池 · LED · 光电探测器为例
光学性质计算光电器件设计
30
课程综合实战与项目汇报
目标=自选材料体系 · 完成从结构优化 · 电子结构计算到介电与光学性质计算的全…
课程综合实战项目汇报