本系列视频系材料物性与催化反应初级班和进阶班部分视频组合而成,均为同一个讲师讲授。
课程内容
一、计算模拟在材料中的应用
课程目标:了解计算材料计算模拟研究前沿,确立自身研究课题研究思路
1. 二维气敏材料简介
2. 光催化材料简介
3. 单原子催化简介
4. SERS 基底材料简介
5. 二维异质结材料简介
6. 钙钛矿材料简介
7. 电池(电极) 材料简介
8. 含能材料简介
二、密度泛函理论
教学目标:了解密度泛函理论发展及计算依据
1、推荐书目及参考资料
2、H-K两大定理及Kohn-Sham方程
3、赝势
4、相关软件
三、VASP输入输出文件及设置方法
教学目标:能够独立编写输入文件并提交计算任务
1、输入文件介绍
2、输出文件介绍
3、相关预处理和后处理软件
4、提交VASP计算任务
四、材料模型构建
教学目标:利用VESTA构建计算模型
1、利用免费数据库下载结构
2、材料的掺杂、空位
3、表面模型与异质结模型
4、纳米管模型
五、收敛性测试
教学目标:科学设置各个文件参数
1、如何科学设置计算参数:截断能、K点收敛性测试
2、复现文献计算
六、结构优化
教学目标:熟悉结构优化,得到合理的键长键角信息
1、晶体结构优化
2、表面结构优化
3、小分子结构优化
4、二维结构优化
七、吸附能计算
教学目标:掌握吸附能计算与分析
1、吸附本质原因解析
2、吸附能的计算
3、电池理论容量的计算
八、过渡态计算
教学目标:掌握催化反应计算
1、固体表面发生催化本质解析
2、过渡态搜索方法
3、频率计算与零点能计算
4、单原子催化
九、能带结构和态密度计算
教学目标:掌握电子结构相关计算方法
1、能带结构计算(以石墨烯和钙钛矿为例)
2、态密度计算
3、d带中心理论
4、前线轨道
十、分子动力学
教学目标:掌握利用分子动力学评估材料稳定性
1、分子动力学模拟
2、径向分布函数
十一、VASP输入输出文件及自定义工具包制作
教学目标:能够利用qvasp迅速生成输入文件,处理输出文件
1、LDA+U、 两种范德华力设置方法、磁性材料、HSE06设置方法
2、快速科学生成输入文件
3、快速科学处理输出文件并图形化
4、定制属于自己研究课题的qvasp程序包
十二、能量相关计算
教学目标:掌握广泛的总能之差得到的能量的物理意义。
1、形成能与内聚能的计算
2、二维材料剥离能计算(以磷烯为例)
3、位错能计算
4、反应中吉布斯自由能的计算
十三、电荷分析
教学目标:理解吸附本质,掌握电荷计算相关方法
1、电荷差分:吸附本质与内建电场
2、Bader电荷计算,并估算元素化合价
3、电荷局域函数(ELF)的计算
4、气敏传感器气敏机制
十四、分子动力学
教学目标:掌握利用分子动力学评估材料稳定性
1、分子动力学模拟
2、径向分布函数
十五、力学性质计算:
教学目标:掌握材料力学相关性质的计算
1、力学常数C11, C22等的计算
2、弹性模量
3、杨氏模量
4、泊松比的计算
5、实例:石墨烯的相关力学性质
十六、声子谱计算
教学目标:掌握声子谱计算方法
1、声子谱模拟
2、声学支、光学支和虚频
3、虚频的处理办法
十七、投影能带结构和投影态密度计算
教学目标:掌握更先进的电子结构方法,来深刻理解材料内在的物理特性。
1、掌握投影能带的计算办法
2、掌握局域态密度(LDOS)投影态密度(PDOS)的计算办法
3、掌握电子有效质量的计算
4、HSE06 矫正电子结构
5、带边能级绝对位置的计算方法以及其在光催化和肖特基势垒中的应用
十八、载流子迁移率的计算
教学目标:掌握载流子迁移率的计算方法
1、应力对电子结构的影响
2、形变势常数计算
3、载流子迁移率计算
讲师介绍
易文才,2018年毕业于吉林大学理论化学研究所,获得博士学位。随后在曲阜师范大学物理工程学院工作。目前主要从事固体功能材料性质的第一性原理计算模拟及含能材料微观结构的探索工作。截至2021年5月,共发表SCI学术论文50余篇,相关工作已发表在J. Mater. Chem. A, J. Phys. Chem. Lett, J. Mater. Chem. C,Appl. Surf. Sci.等期刊上,被引用500余次。自主研发qvasp程序来辅助处理VASP的输入和输出文件。于2019年签约成为材料人计算科技顾问。
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