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材料计算实验报告

学生实验实习报告册学年学期：

20XX-20XX学年o春o秋学期课程名称：

课程设计（小型软件系统）

学生学院：

理学院专业班级：

学生学号：

20XX213260学生姓名：

联系电话：

指导教师：

总评成绩：

**邮电大学教务处制课程设计（小型软件系统）要求通过本课

程设计，了解当代计算材料学之材料设计和计算及模拟的理论基础、发展历程。

初步掌握LINUX系统的基本操作、脚本编写。熟悉常用的材料计算软件的使用，

并能够通过模拟计算，获得常见的简单晶体结构的几何和电子性质。

具体要求：

1.通过前期的课程学习和网络调研，了解第一性原理计算的理论基础；

2.通过课程学习和实践操作，初步掌握LINUX系统的基本操作；

3.学会根据实验测试数据（如XRD、TEM等），利用FINDIT软件获得已知材

料体系的晶体结构；

4.学会利用VESTA、MATERIALSSTUDIO、UEDIT等软件对晶体结构进行查看、

结构调节，最终准确获得初始计算模型；

5.学会利用VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE（简称VASP）软件，获得

晶体结构稳定构型、电荷密度分布、电子态密度、能带结构、声子谱、结合能等；

6.学会利用P4VASP、ORIGIN等软件进行数据转换和作图；

7.能够利用所学的《量子力学》、《固体物理》、《半导体物理学》知识，分

析晶体结构、电荷密度分布、电子态密度以及能带结构。

实验名称系统建模与仿真实验课程编号A2110260实验地点

SL110实验时间6.15-6.19一、课程设计目的：

目的：通过本课程设计，了解当代计算材料学之材料设计和计算及模拟的理

论基础、发展历程。初步掌握LINUX系统的基本操作、脚本编写。熟悉常用的材

料计算软件的使用，并能够通过模拟计算，获得常见的简单晶体结构的几何和电

子性质。

二、课程设计使用的仪器、软件：

仪器：计算机。

软件：FINDIT、VESTA、MATERIALSSTUDIO、UEDIT、

VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE、P4VASP、ORIGIN。

三、课程设计要求：

1.通过前期的课程学习和网络调研，了解第一性原理计算的理论基础；

2.通过课程学习和实践操作，初步掌握LINUX系统的基本操作；

3.学会根据实验测试数据（如XRD、TEM等），利用FINDIT软件获得已知材

料体系的晶体结构；

4.学会利用VESTA、MATERIALSSTUDIO、UEDIT等软件对晶体结构进行查看、

结构调节，最终准确获得初始计算模型；

5.学会利用VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE（简称VASP）软件，获得

晶体结构稳定构型、电荷密度分布、电子态密度、能带结构、声子谱、结合能等；

6.学会利用P4VASP、ORIGIN等软件进行数据转换和作图；

7.能够利用所学的《量子力学》、《固体物理》、《半导体物理学》知识，分

析晶体结构、电荷密度分布、电子态密度以及能带结构。

四、课程设计原理：

研究体系的复杂性表现在多个方面，从低自由度体系转变到多维自由度体

系，从标量体系扩展到矢量、张量系统，从线性系统到非线性系统的研究都使解

析方法失去了原有的威力。因此，借助于计算机进行计算与模拟恰恰成为唯一可

能的途径。复杂性是科学发展的必然结果，计算材料科学的产生和发展也是必然

趋势，它对一些重要科学问题的圆满解决，充分说明了计算材料科学的重要作用

和现实意义。

采用了基于密度泛函理论的第一性原理计算方法。使用目前常用的商业软件

包，VIENNAABINITIOSIMULATIONPACKAGE(VASP)，进行模拟。离子实与价电子层

的相互作用采用投