本书的主要内容有:材料设计基本概念;高性能计算和Linux操作系统介绍;晶体结构基础知识;能带理论;密度泛函理论;OpenMX和VASP程序使用;分子动力学和模特卡罗简介。本书从基本的晶体结构出发,逐步介绍晶体电子结构的基本理论和实际计算方法。特别地,本书详细地介绍了两个密度泛函理论程序的使用。通过本书,学生不但能掌握基本的理论背景,还初步掌握密度泛函程序的使用,从而可以进行实际材料电子结构的研究。 《**性原理材料计算基础》介绍了计算材料和计算凝聚态物理学中常用的密度泛函理论、程序及应用实例,主要包括材料计算背景介绍;晶体结构和晶体对称性;能带理论和紧束缚近似;密度泛函理论基础;VASP程序基本功能、参数和应用;材料拓扑性质理论和计算实例。 《**性原理材料计算基础》分为六章。第1章为绪论,主要介绍材料设计的基本概念、材料数据库的建立和应用、高性能计算和Linux操作系统。第2章为晶体结构和晶体对称性,主要包括晶体点阵、元胞、对称操作、点群、晶系、原子坐标和倒易空间等内容。第3章为电子能带结构,包括布洛赫定理、玻恩-冯·卡门边界条件、本征方程、紧束缚近似及一些简单材料的算例。第4章为密度泛函理论,主要介绍了Hartree方程、Hartree-Fock方程、密度泛函理论基础、Kohn-Sham方程、基组、赝势以及交换关联势等内容。第5章为密度泛函计算程序VASP,主要介绍VASP程序的基本功能和常见参数,并列举了几个常见的计算实例。第6章为拓扑材料计算实例,专题介绍了材料拓扑性质的基本理论,并列举了若干使用密度泛函理论研究材料拓扑性质的计算实例。
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