材料光电与磁性能计算-视频-

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材料光电与磁性能计算

第一节：计算模拟在材料中的应用

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课程安排

本次培训共安排四天，直播结束后上线回看。

2022.10.15-16 10.22-10.23

内容安排

第一天
09:00—11:00
电子结构计算和深入分析
1、电子结构基本理论简介
2、能带和投影能带基本计算以及数据后处理
2、能带折叠基本计算以及数据后处理
3、态密度基本计算以及数据后处理
4、能带和态密度深入分析实例介绍
11:00—12:00
自己编程实现二维材料3D能带(提供jupyter notebook)
1、从PROCAR提取能带数据基本介绍
2、shell和python脚本实现原理介绍
3、实例操作以及数据后处理
4、matplotlib绘图
13:30—15:00
有效质量/迁移率计算和化学键分析
1、多种方法计算半导体材料有效质量
2、利用AMSET计算三维半导体材料迁移率
3、COHP和COBI计算以及化学键分析
15:00—16:30 电荷密度相关计算和分析
1、部分电荷密度(partial charge density)计算以及后处理
2、差分电荷密度(charge density difference)计算以及后处理
3、Bader电荷计算以及分析
4、ELF计算以及2D ELF和1D profile曲线分析
16:30—17:00
互动在线答疑解决课堂当天内容以及自己研究过程中遇到的问题

第二天
9:00—11:00
力学性质计算：
1、力学常数Cij等以及各种模量的计算(三种方法)
2、角度依赖的力学性质后处理
3、二维材料应力应变曲线的计算介绍
11:00—12:00声子谱相关计算
1、半导体材料声子谱以及态密度计算
2、声子谱快速出图以及振动模态(V_sim软件)分析
3、基本热力学性质计算
13:30—15:00
介电与光学性质计算
1、静态介电常数(包括离子和电子贡献部分)与波恩有效电荷计算
2、激子结合能经验公式计算
3、光学吸收、反射谱、折射谱等计算
4、光学吸收曲线的修正
5、转变跃迁矩阵元和JDOS计算
15:00—16:30
铁电和压电基本性质计算
1、铁电和压电基本知识介绍
2、铁电极化计算
3、压电系数eij计算
16:30—17:00
互动在线答疑解决课堂当天内容以及自己研究过程中遇到的问题

第三天
9:00—12:00
磁性基本知识以及VASP计算介绍
1.磁性的来源以及磁性态
2.自旋电子学领域中的常见研究内容介绍
3. 磁性结构VASP计算参数设置和分析
13:30—15:00
磁耦合机制以及调控
1. 磁性交换机制原理
2. 磁性调控手段以及VASP实例
3. 磁性体系的哈密顿在VASP中的能量对应
4. 磁性体系中的各种模型
15:00—16:30
构建磁性态计算磁耦合参数以及VASP实例(以二维材料为例)
1.基于海森堡模型计算磁交换耦合系数J
2.交换各向异性以及单离子各向异性的VASP计算
3.四态法原理
4.四态法计算交换磁耦合
5.四态法计算反对称交换作用
16:30—17:00
互动在线答疑解决课堂当天内容以及自己研究过程中遇到的问题

第四天
9:00—10:00
磁相变温度原理
1.铁磁居里温度
2.反铁磁奈尔温度
3.磁化率计算
4.磁比热计算
5.几种常见的计算相变温度的方法介绍
10:00—11:30
(提供jupyter notebook)
1.蒙特卡洛模拟以及用到的算法
2.简单的蒙特卡洛程序代码实例
3.蒙特卡洛模拟计算铁磁材料的热扰动相图
4. Ising、Heisenberg模型的蒙特卡洛模拟
5. 考虑磁场、交换各向异性、DM相互作用的蒙特卡洛模拟计算
12:00—12:30
互动在线答疑，解决本次课堂所有内容以及自己研究过程中遇到的问题午休时间
13:00—15:30
紧束缚模型与量子反常霍尔效应简单应用(提供jupyter notebook)
1.石墨烯哈密顿介绍
2.根据晶格，如何快速写出紧束缚模型
3.使用python求解矩阵以及绘图能带
4.量子反常霍尔效应介绍
5.计算贝里曲率与陈数
15:30—16:30
机器学习基础入门
1、matminer、scikit-learn等机器学习相关软件安装
2、python中Pandas DataFrame数据格式基本操作入门
2、机器学习描述符、模型评估等基础介绍
4、机器学习预测材料力学性质实例介绍
5、16:30—17:00
互动在线答疑解决课堂当天内容以及自己研究过程中遇到的问题。

授课老师

唐老师，主要从事基于第一性原理计算的光电半导体理论设计和物性研究。截至2022年8月，以第一作者或者通讯作者在Sci. Adv.、J. Am. Chem. Soc.、ACS. Energy Lett.、Nano Lett.、J. Phys. Chem. Lett.等期刊发表论文十余篇，谷歌学术引用超过1800次。具有多场线下培训的经验，同时运营一个学术公众号，有超过2万粉丝关注，分享理论计算相关干货教程100多篇。

张老师，高校教师，副教授，博士毕业于南京大学，长期从事自旋电子学领域的理论计算研究，主要使用VASP做数值计算。精通VASP，shell，python。在磁性二维材料积累了大量研究经验。在铁磁半金属、nodal-line半金属、拓扑半金属、量子反常霍尔效应、拓扑绝缘体、能谷电子学等领域积累的一定的研究成果，以第一作者在PRB、APL、Nanoscale、JPCM、Scientific Reports、PCCP等期刊发表论文十余篇。运营“计算凝聚态物理”公众号，已有粉丝7千多人，分享拓扑理论模型推导、紧束缚模型、蒙特卡洛方法、磁学理论等理论推导以及代码，原创文章130多篇。

唐老师、张老师已在材料人授课二次。