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量子材料电子结构计算工程

共计 30 章节
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01
课程导入与工程视角建立
目标=量子材料电子结构计算工程的定义 · 核心任务 · 典型工作流
课程导入工程视角建立
02
量子材料与电子结构基础
目标=波函数 · 哈密顿量 · 能带
量子材料电子结构基础
03
密度泛函理论工程化理解
目标=Hohenberg-Kohn定… · Kohn-Sham方程 · 交换关联泛函层级及其对计算精度和成本…
密度泛函理论工程…Hohenberg-Ko…
04
平面波基组与赝势工程实践
目标=截断能 · k点网格 · 赝势选择
平面波基组赝势工程实践
05
第一性原理计算环境搭建
目标=Linux命令行 · 作业调度系统 · VASP/Quantum ESPRE…
第一性原理计算环…Linux
06
晶体结构建模与输入文件生成
目标=从CIF/材料数据库到结构优化 · 表面 · 缺陷
晶体结构建模输入文件生成
07
自洽场计算流程与收敛控制
目标=SCF迭代 · 混合方案 · 电荷密度收敛
自洽场计算流程收敛控制
08
能带结构与态密度计算
目标=高对称路径选取 · 能带展开 · 投影态密度
能带结构态密度计算
09
交换关联泛函选择与误差评估
目标=LDA · GGA · meta-GGA
交换关联泛函选择误差评估
10
范德华与弱相互作用修正
目标=DFT-D · vdW-DF · 多体色散方法在二维材料
范德华弱相互作用修正
11
强关联体系与DFT+U方法
目标=Hubbard U的物理含义 · 参数确定 · 自洽计算流程及在过渡金属氧化物中的应…
DFT+U强关联体系
12
自旋轨道耦合与非共线磁性计算
目标=相对论效应 · 磁各向异性 · 拓扑绝缘体与自旋电子学材料的电子结构…
自旋轨道耦合非共线磁性计算
13
缺陷与掺杂电子结构计算
目标=带电缺陷形成能 · 缺陷能级 · 有限尺寸修正及半导体掺杂工程中的第一…
缺陷掺杂电子结构计算
14
表面与界面电子结构工程
目标=表面能 · 功函数 · 能带对齐
表面界面电子结构工程
15
二维材料电子结构计算专题
目标=石墨烯 · 过渡金属硫族化合物 · MXene等体系的能带调控
二维材料电子结构…目标=石墨烯
16
拓扑量子材料电子结构计算
目标=拓扑不变量 · 表面态 · Wannier电荷中心及拓扑绝缘体
拓扑量子材料电子…目标=拓扑不变量
17
声子与电声耦合计算
目标=声子色散 · 晶格稳定性 · 电声耦合常数及超导转变温度的第一性原…
声子电声耦合计算
18
光学性质与介电函数计算
目标=独立粒子近似 · 激子效应 · BSE方法及材料光学响应谱的工程计算…
光学性质介电函数计算
19
热力学与相稳定性计算
目标=形成能 · 凸包分析 · 相图构建及合金
热力学相稳定性计算
20
迁移势垒与离子输运计算
目标=NEB方法 · CI-NEB · 扩散路径搜索及固态电解质
迁移势垒离子输运计算
21
催化反应机理计算
目标=吸附能 · 反应中间态 · 自由能图及电催化
催化反应机理计算目标=吸附能
22
高通量计算与材料筛选
目标=自动化工作流 · Materials Project/… · 描述符设计与机器学习辅助筛选
高通量计算材料筛选
23
计算数据管理与可复现性
目标=输入输出文件组织 · 版本控制 · 元数据记录
计算数据管理可复现性
24
大规模计算与性能优化
目标=并行计算策略 · 内存与磁盘管理 · GPU加速
大规模计算性能优化
25
后处理与结果分析工具链
目标=Python脚本 · pymatgen · ASE
后处理结果分析工具链
26
电子结构计算中的常见错误与陷阱
目标=赝势不匹配 · k点不足 · 展宽过大
电子结构计算常见错误
27
从计算到实验的桥梁
目标=XPS · ARPES · STM
从计算到实验的桥…XPS
28
量子材料电子结构计算工程案例一
目标=拓扑绝缘体Bi2Se3的能带 · 表面态与自旋结构计算全流程
量子材料电子结构…Bi2Se3
29
量子材料电子结构计算工程案例二
目标=过渡金属氧化物LaMnO3的D… · 磁性与Jahn-Teller畸变分析
量子材料电子结构…LaMnO3
30
课程综合实战与项目汇报
目标=自选量子材料体系 · 完成结构优化 · 电子结构计算
课程综合实战项目汇报