第一性原理方法及應用

第 1章 從經典物理到第 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 23
參考文獻 24
第 2章 含點缺陷鈮酸鋰晶體結構性質的第 一性原理研究 26
2．1 鈮酸鋰晶體本征缺陷結構的研究狀態(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 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晶體的結構 41
3．1．2 TiO2材料中的缺陷結構 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 計算結果與分析 47
3．3 Cu-TiO2-x薄膜中磁性產生機制的研究 51
3．4 本章小結 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 計算結果與討論 63
4．3 本章小結 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研究現(xiàn)狀 70
5．3 I型碳的結構 76
5．4 I型碳的結構穩(wěn)定性分析 78
5．5 I型碳的電子性質計算 80
5．6 I型碳的力學性質計算 81
5．7 本章小結 84
參考文獻 85
第6章 P4型碳同素異形體設計與力學性質分析 88
6．1 研究方法 89
6．2 結果與討論 90
6．2．1 P4型碳的晶體結構 90
6．2．2 結構穩(wěn)定性分析 91
6．2．3 P4碳的電學性質 92
6．3 本章小結 93
參考文獻 94
第7章 HCP-C3碳及BCT-C4碳力學性質的第 一性原理研究 95
7．1 HCP-C3碳結構與力學性質的第 一性原理研究 95
7．1．1 計算設置 95
7．1．2 HCP-C3碳結構和力學性質計算與分析 97
7．2 BCT-C4碳結構與力學性質的第 一性原理研究 99
7．2．1 計算設置 100
7．2．2 BCT-C4碳晶體結構與性質計算與分析 101
7．3 本章小結 105
參考文獻 105
第8章 金剛石與六方碳力學性質的第 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 金剛石與六方碳結構及力學性質的第 一性原理計算設置 108
8．4 金剛石與六方碳結構及力學性質的計算結果 109
8．5 本章小結 114
參考文獻 114
第9章 本征缺陷對晶體硅的強度性質影響規(guī)律的第 一性原理研究 116
9．1 理想硅晶體的力學性質的第 一性原理計算 117
9．1．1 理想硅晶體的晶體結構 117
9．1．2 理想硅晶體[100]晶向強度性質 118
9．1．3 理想硅晶體 晶向強度性質 120
9．1．4 理想硅晶體[111]晶向強度性質 122
9．2 空位缺陷對強度性質的影響 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 135
參考文獻 136