材料是人类生存的物质基础，现在物理特别是量子力学的诞生，使得人们对物质的认识进入了原子级电子的尺度。随着科学技术的进步，尤其是大规模并行计算技术的发展，使得大尺度材料的计算机模拟成为可能。Quantum Espresso作为当下最流行的开源软件之一，在材料计算模拟领域具备最广泛的国际认可度。针对当下材料研究中的热点领域，如材料基本的电子结构，光学性质，磁性，热力学性质，材料微观缺陷等，不仅能解释相应的实验，还能分析其物理机理。基于此，我们特别开设了与此相关的基础培训，力求通过此次课程使学员能够了解密度泛函理论相关知识背景，熟悉Quantum Espresso相关输入参数文件的生成、输出文件转化绘图，掌握linux的基本命令，结构搭建，结构优化、电荷密度、电子能带结构、态密度、光谱、磁性、晶体缺陷及缺陷光学等材料计算模拟方法。我们拟开设的课程如下：

授课时间

2022.08.20-08.21

课程安排

第一天

9:00—10:20 Linux基本操作，密度泛函理论介绍
教学目标：了解linux系统的基本命令和任务调度系统，了解密度泛函的基本原理
Linux简介、Linux基本命令、调度系统介绍、量子力学介绍、Kohn-Sham方程、平面波赝势方法
10:30—12:00 Quantum Esprsso介绍
教学目标：了解QE的基本功能，安装过程、输入、输出和基本参数的含义
QE简介、QE输入、输出、QE的安装、QE参数的介绍、QE计算流程

12:00—12:30 Linux实际操作，QE任务提交
解决本次课堂所有内容以及自己研究过程中遇到的问题

14:00—15:40 QE建模和结构优化、自洽计算
教学目标：了解QE的建模方法、QE结构优化和自洽总能计算
QE建模、QE输入文件设置、结构优化、分子动力学计算、自洽计算

15:50—17:00 晶体、表面计算
教学目标：掌握晶体和表面的建模和计算方法
超胞建模、表面建模、表面吸附计算、电荷密度和差分电荷密度、缺陷建模

17:00—17:30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—10:20 电子结构计算
教学目标：了解QE的能带、态密度、投影态密度的计算方法和流程
能带计算及画图、DOS计算、PDOS计算

10:30—12:00 光学计算
教学目标：了解光学的计算的基本理论，光谱分析等
光学计算方法、QE光学计算流程、光谱与电子结构分析

12:00—12:30QE实际操作
解决本次课堂所有内容以及自己研究过程中遇到的问题

14:00—15:40 磁性计算
教学目标：了解固体磁性、QE磁性计算流程
磁性简介、铁磁反铁磁计算、磁各向异性计算

15:50—17:00 缺陷计算
教学目标：了解缺陷形成能、缺陷光学计算机方法
缺陷的构建、缺陷形成能、缺陷光学转变

17:00—17:30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

课程须知：
1、参与课程的学员需提前自行熟悉Linux系统的相关命令。
2、参与课程的学员务必需提前预习课件。
3、参与课程的学员需提前阅读固体相关书籍，例如黄昆的《固体物理》。以求对课程有更好的理解。

讲师介绍：

程老师，十余年计算模拟经验，现为高校青年教师，已发表SCI论文20余篇，相关工作在Appl. Phys. Lett., Angew. Chem. Int. Ed., Comput. Mater. Sci., J. Mater. Sci., Appl. Surf. Sci.等期刊上。