第一性原理方法及應用

第 1章 從經(jīng)典物理到第 一性原理 1
1．1 量子力學的建立 1
1．2 量子力學的基本原理與假設 3
1．3 量子力學的解析求解方法 4
1．4 量子力學的近似求解方法 7
1．4．1 微擾理論 7
1．4．2 變分法 8
1．4．3 Hartree-Fork自洽場方法 10
1．5 量子力學的歷史意義 11
1．6 第 一性原理方法與假設 12
1．6．1 對第 一性原理方法的理解 12
1．6．2 第 一性原理的基本假設 13
1．7 第 一性原理的基本方程與求解 16
1．7．1 多粒子系統(tǒng)的Kohn-Sham方程 16
1．7．2 第 一性原理的常見分析方法 17
1．8 第 一性原理方法的優(yōu)勢與不足 21
1．9 第 一性原理常用軟件 23
1．10 本章小結(jié) 23
參考文獻 24
第 2章 含點缺陷鈮酸鋰晶體結(jié)構性質(zhì)的第 一性原理研究 26
2．1 鈮酸鋰晶體本征缺陷結(jié)構的研究狀態(tài) 28
2．2 第 一性原理方法研究非化學劑量比鈮酸鋰晶體的缺陷穩(wěn)定性 29
2．2．1 計算的基本設定 29
2．2．2 形成能的計算 31
2．2．3 化學勢的基本設定 31
2．2．4 對鈮酸鋰晶體缺陷穩(wěn)定性的分析 33
2．3 本章小結(jié) 37
參考文獻 38
第3章 Cu摻雜TiO2體系中缺陷誘導磁性研究 41
3．1 引言 41
3．1．1 TiO2晶體的結(jié)構 41
3．1．2 TiO2材料中的缺陷結(jié)構 42
3．1．3 過渡金屬摻雜TiO2薄膜的磁性能 43
3．2 Cu-TiO2晶體中缺陷穩(wěn)定性與磁性研究 45
3．2．1 計算缺陷形成能的基本設置 46
3．2．2 計算結(jié)果與分析 47
3．3 Cu-TiO2-x薄膜中磁性產(chǎn)生機制的研究 51
3．4 本章小結(jié) 55
參考文獻 55
第4章 C-TiO2光催化與磁性能的第 一性原理研究 58
4．1 C摻雜TiO2的缺陷穩(wěn)定性與光催化性能研究 59
4．1．1 計算方法 59
4．1．2 計算結(jié)果與討論 60
4．2 C摻雜TiO2的磁性能研究 62
4．2．1 計算方法 63
4．2．2 計算結(jié)果與討論 63
4．3 本章小結(jié) 68
參考文獻 68
第5章 新型碳同素異形體的設計 70
5．1 引言 70
5．2 常見碳同素異形體及其性質(zhì)研究現(xiàn)狀 70
5．3 I型碳的結(jié)構 76
5．4 I型碳的結(jié)構穩(wěn)定性分析 78
5．5 I型碳的電子性質(zhì)計算 80
5．6 I型碳的力學性質(zhì)計算 81
5．7 本章小結(jié) 84
參考文獻 85
第6章 P4型碳同素異形體設計與力學性質(zhì)分析 88
6．1 研究方法 89
6．2 結(jié)果與討論 90
6．2．1 P4型碳的晶體結(jié)構 90
6．2．2 結(jié)構穩(wěn)定性分析 91
6．2．3 P4碳的電學性質(zhì) 92
6．3 本章小結(jié) 93
參考文獻 94
第7章 HCP-C3碳及BCT-C4碳力學性質(zhì)的第 一性原理研究 95
7．1 HCP-C3碳結(jié)構與力學性質(zhì)的第 一性原理研究 95
7．1．1 計算設置 95
7．1．2 HCP-C3碳結(jié)構和力學性質(zhì)計算與分析 97
7．2 BCT-C4碳結(jié)構與力學性質(zhì)的第 一性原理研究 99
7．2．1 計算設置 100
7．2．2 BCT-C4碳晶體結(jié)構與性質(zhì)計算與分析 101
7．3 本章小結(jié) 105
參考文獻 105
第8章 金剛石與六方碳力學性質(zhì)的第 一性原理研究 107
8．1 引言 107
8．2 金剛石與六方碳簡介 107
8．3 金剛石與六方碳結(jié)構及力學性質(zhì)的第 一性原理計算設置 108
8．4 金剛石與六方碳結(jié)構及力學性質(zhì)的計算結(jié)果 109
8．5 本章小結(jié) 114
參考文獻 114
第9章 本征缺陷對晶體硅的強度性質(zhì)影響規(guī)律的第 一性原理研究 116
9．1 理想硅晶體的力學性質(zhì)的第 一性原理計算 117
9．1．1 理想硅晶體的晶體結(jié)構 117
9．1．2 理想硅晶體[100]晶向強度性質(zhì) 118
9．1．3 理想硅晶體 晶向強度性質(zhì) 120
9．1．4 理想硅晶體[111]晶向強度性質(zhì) 122
9．2 空位缺陷對強度性質(zhì)的影響 125
9．2．1 空位缺陷對硅晶體[111]晶向強度的影響 125
9．2．2 空位缺陷對 晶向強度的影響 128
9．3 間隙粒子對強度性質(zhì)的影響 130
9．3．1 間隙粒子對[111]晶向強度的影響 130
9．3．2 間隙粒子對 晶向強度的影響 132
9．4 本章小結(jié) 135
參考文獻 136