123,123,123

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)從密度泛函理論出發(fā)，詳細(xì)介紹理論框架及其在材料計(jì)算中的應(yīng)用。介紹密度泛函的基礎(chǔ)理論框架及計(jì)算編程思路，進(jìn)而按照解決實(shí)際問(wèn)題的思路，對(duì)熱門(mén)材料（包括半導(dǎo)體材料和儲(chǔ)能材料）進(jìn)行具體的計(jì)算和分析。本書(shū)內(nèi)容由淺入深、逐步遞進(jìn)，帶領(lǐng)讀者深入了解密度泛函理論的實(shí)際應(yīng)用和階梯式計(jì)算研究的模式。本書(shū)提供詳細(xì)的材料計(jì)算案例和分析，可以幫助讀者快速了解材料計(jì)算和模擬領(lǐng)域的前沿知識(shí)，進(jìn)行實(shí)踐研究，適合材料計(jì)算和模擬領(lǐng)域的科研人員閱讀，也適合于物理化學(xué)、材料化學(xué)、計(jì)算物理等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生閱讀。

作者簡(jiǎn)介

　　溫靜博士，現(xiàn)為哈爾濱師范大學(xué)光電帶隙材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教師，碩士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)槲锢砼c材料計(jì)算，主要從事半導(dǎo)體材料晶體、電子結(jié)構(gòu)、電子輸運(yùn)性質(zhì)以及儲(chǔ)能材料動(dòng)力學(xué)的理論計(jì)算分析研究，發(fā)表SCI收錄論文30余篇，主持和參與國(guó)家項(xiàng)目3項(xiàng)。張喜田博士，現(xiàn)為哈爾濱師范大學(xué)副校長(zhǎng)，教授，博士生導(dǎo)師，“龍江學(xué) 者”特聘教授，黑龍江省杰出青年科學(xué)基金獲得者，黑龍江省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)專(zhuān) 家。研究方向?yàn)椴牧虾铣杉捌湮锢砘瘜W(xué)性質(zhì)研究，主持國(guó)家項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表SCI收錄論文100余篇。

圖書(shū)目錄

第 1章密度泛函基礎(chǔ)理論框架 1
1.1　薛定諤方程　1
1.2　交換關(guān)聯(lián)泛函　5
1.2.1　局域密度近似　6
1.2.2　廣義梯度近似　7
1.2.3　LDA(GGA) U軌道相關(guān)泛函　10
1.3　贗勢(shì)理論　13
1.3.1　Norm-conserving贗勢(shì)　13
1.3.2　Ultrasoft贗勢(shì)　16
1.3.3　PAW贗勢(shì)　17
1.4　KS方程的解法　19
1.5　晶體總能　21
1.5.1布里淵區(qū)積分　21
1.5.2密度自洽步進(jìn)方法　23
1.5.3總能的計(jì)算　23
1.6　結(jié)構(gòu)優(yōu)化　24
1.7　電子態(tài)密度和能帶結(jié)構(gòu)　25
1.7.1　電子態(tài)密度　25
1.7.2　能帶結(jié)構(gòu)　26
第　2章計(jì)算實(shí)例簡(jiǎn)介　28
2.1　半導(dǎo)體材料　28
2.1.1　IMZOm的應(yīng)用背景　28
2.1.2　IMZOm的實(shí)驗(yàn)特征　33
2.1.3　IMZOm的計(jì)算研究概況　37
2.2　儲(chǔ)能材料　40
2.2.1　MXenes的應(yīng)用背景　40
2.2.2　MXenes的計(jì)算研究概況　41
2.3實(shí)例計(jì)算內(nèi)容　43
2.3.1　IMZOm的計(jì)算內(nèi)容　43
2.3.2　MXenes的計(jì)算內(nèi)容　50
第3章　半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)計(jì)算　53
3.1　晶體結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題　53
3.2　計(jì)算方法　55
3.3　IMZOm調(diào)制結(jié)構(gòu)模型和HRTEM模擬結(jié)果　56
3.4　IMZOm結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的第一性原理研究　61
3.5　IZOm結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形成機(jī)制　64
3.5.1　IZOm的不同晶體結(jié)構(gòu)模型　64
3.5.2　結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形成機(jī)制　66
3.6　計(jì)算結(jié)論　72
第4章　半導(dǎo)體材料電子結(jié)構(gòu)計(jì)算　74
4.1　體系結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的電子結(jié)構(gòu)特征　74
4.2　標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)構(gòu)模型　76
4.3　計(jì)算方法　77
4.4　計(jì)算結(jié)果分析　78
4.4.1　ZnO和In2O3的電子結(jié)構(gòu)　78
4.4.2　IZOm的態(tài)密度　80
4.4.3　IZOm的能帶結(jié)構(gòu)　82
4.4.4　IZOm的電子有效質(zhì)量和最優(yōu)化輸運(yùn)路徑　85
4.5　計(jì)算結(jié)論　89
第5章　半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)電子輸運(yùn)性質(zhì)計(jì)算　90
5.1　半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)電子輸運(yùn)I-V曲線特征　90
5.2　納米線MSM結(jié)構(gòu)模型　94
5.2.1　空間電荷區(qū)的勢(shì)能分布　94
5.2.2　納米線的子帶結(jié)構(gòu)　97
5.3　金屬半導(dǎo)體接觸端的電子輸運(yùn)特征　98
5.3.1　電流的能量分布　100
5.3.2　接觸端區(qū)域的電子輸運(yùn)過(guò)程　103
5.4　MSM結(jié)構(gòu)I-V特性曲線特征　105
5.4.1　不同單元位置的電子輸運(yùn)特征　105
5.4.2　I-V特性曲線　109
5.5　IZOm納米帶電子輸運(yùn)特征　111
5.5.1　實(shí)驗(yàn)結(jié)果　111
5.5.2　MSM結(jié)構(gòu)模擬　112
5.5.3　SCL輸運(yùn)　113
5.5.4　跳躍輔助的束縛態(tài)電子能帶輸運(yùn)模型　115
5.6　計(jì)算結(jié)論　118
第6章　儲(chǔ)能材料結(jié)構(gòu)形成機(jī)制　120
6.1　MXenes結(jié)構(gòu)形成存在的問(wèn)題　120
6.2　計(jì)算方法　121
6.3　插層Ti3C2的結(jié)構(gòu)特性及形成機(jī)理　121
6.3.1純Ti3C2和Ti3C2嵌入單一原子的基態(tài)結(jié)構(gòu)　121
6.3.2　Ti3C2與單一原子相互作用的形成機(jī)理　124
6.3.3　Ti3C2與F和O相互作用的形成機(jī)理　128
6.3.4　Ti3C2與F、O以及H相互作用的形成機(jī)理　130
6.3.5　Li插層的形成及其電荷儲(chǔ)存機(jī)制　132
6.4計(jì)算結(jié)論　135
第7章　儲(chǔ)能材料結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)變化　137
7.1　MXenes結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題　137
7.2　計(jì)算方法　137
7.3　含H基團(tuán)對(duì)Ti3C2Tx結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的影響　138
7.3.1　表面官能團(tuán)的形成機(jī)理　138
7.3.2　Ti3C2Tx的支柱　140
7.4　計(jì)算結(jié)論　145
第8章　二維儲(chǔ)能材料不同類(lèi)型離子擴(kuò)散機(jī)理　146
8.1　MXenes的離子擴(kuò)散問(wèn)題　146
8.2　計(jì)算方法　146
8.3　離子擴(kuò)散勢(shì)能面　148
8.4　離子擴(kuò)散分子動(dòng)力學(xué)模擬　153
8.5　計(jì)算結(jié)論　156
參考文獻(xiàn)　157