材料科学中的第一原理计算方法介绍教程.ppt

材料科学中的第一原理计算方法介绍;目 标;内 容;参考书;晶 体 结 构;元 素 周 期 表;7;(三斜晶系);;原胞，原胞基矢;半导体材料中，最常见的Bravais格子是fcc格子和hcp格子;Fcc Bravais格子的基矢;金刚石结构(Si,Ge,C,…);闪锌矿结构(GaAs,…);盐岩(rocksalt)结构;hcp Bravais格子的基矢;铅锌矿(wurtzite)结构(GaN,ZnO,…);更复杂的晶体结构;闪锌矿结构和铅锌矿结构的区别;晶面，密勒指数;金刚石或闪锌矿结构中的重要晶面;倒格子空间;;;固 体 能 带 理 论; Bloch定理 能带：价带和导带 能隙 费米能级 有效质量 空穴 金属，半导体，绝 缘体 ;布洛赫定理;;;;;;;;;;;;近自由电子近似;Bloch函数;费米面;平移对称性：;材料科学中的第一原理计算;密度泛函(DFT)方法;材料模拟的不同计算层次;Born-Oppenheimer近似;;;;密度泛函理论;;;;;局域密度近似 Kohn-Sham理论;;基函数选取;;;交换关联势;;;;;密度泛函理论的局限性;;;;密度泛函理论中电子-离子相互作用势的处理; 赝势的导出不是唯一的，原始的赝势方法建立在正交化平面波基础上， 对一个由许多原子组成的固体，坐标空间根据波函数的不同特点可分 成两部分：（1）近原子核区域，所谓的芯区。波函数由紧束缚的芯 电子波函数组成，与近邻原子的波函数相互作用很小；(2)其余区域， 价电子波函数交叠并相互作用。尽管芯区的势很强地吸引价电子，但 是正交化平面波方法中对价态与芯态正交的要求而产生的大动能，对 价态的贡献如同一个有效的排斥势。两者之和是价态的有效势，与核 的库仑势相比，这种有效势较弱。 ;;赝势基本性质与几种常用形式 ;;自洽求解Kohn-Sham方程流程