1.
接下來是密度泛函理論發展階段,使得能帶理論在定量計算上有了飛躍發展。這部分內容應該屬於「第一性原理計算基礎理論」,注意,不是「預備「。
2.
第一性原理計算,狹義而言,就是指基於密度泛函理論的計算方法。廣義而言,還包含其他幾個概念,如「從頭算」、「Hartree-Fock理論」等。
3.
密度泛函理論的相關圖書和資料相對集中,本系列將不做詳細撰寫,請同學們直接閱讀學習。
4.
王家佳博士總結了密度泛函理論發展脈絡,見下圖。它對同學們建立密度泛函理論學習框架非常有價值。可以看到,密度泛函理論,其核心依舊是想方設法對薛丁格方程進行近似求解。
5.
第一性原理計算,物理人、化學人、材料人都用,研究領域各有不同,研究的體系、研究的目的、闡釋的問題都有各自的特點,不過這個邊界已經越來越模糊。
6.
如果自學第一性原理計算,以下是建議的最基礎學習大綱:
緒論
軟體使用入門(MS-Visualizer;MS-CASTEP;#FindIt/ICSD;VESTA)
MS簡介,MS建模,MS建模實踐
晶格常數的優化(做能量-晶格常數拋物線)的基本概念,晶格常數的優化的計算實踐
密度泛函理論計算的發展歷史
交換關聯勢
電子-原子核作用勢
Kohn-Sham方程的求解
結構優化的基本概念,結構優化的計算實踐
第一性原理計算的一般流程
第一性原理計算,能算什麼(各種能量差),理論及其計算實踐
第一性原理計算,能算什麼(彈性常數和彈性模量),理論及其計算實踐
第一性原理計算,能算什麼(態密度、能帶、電荷分布),理論及其計算實踐
第一性原理計算,可靠性的保證(收斂性測試)
第一性原理計算,可靠性的保證(k-points)
第一性原理計算,可靠性的保證(交換關聯泛函)
實踐實踐再實踐。
特別提個醒:一般不要在筆記本上計算以免燒壞機子,除非你能把握計算體系不大、計算時間不長。或者,學習階段,可以選擇體系較小的,並將精度設置不要太高。
7.
第一性原理計算,要注意三個方面的學習掌握:①基礎理論;②軟體使用;③豐富的計算實踐和體驗。三駕馬車並駕齊驅!
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(本系列暫時告一段落)
師傅領進門,修行靠自身。
祝同學們學業進步!