如何從零開始做一個第一性原理計算的案例?

「實驗+計算」的模式已成為頂刊標配！隨著科研競爭的逐漸激烈，尤其是在國家鼓勵發表三高論文的大勢之下，DFT計算已成為領域內科研人員的必備技能！

經過400多天的打磨，華算科技推出了4.5天高強度DFT計算零基礎課程，我們對課程內容進行了反覆的充實和優化，使得知識點安排更密集，時間安排更合理，課堂學習更高效，極大的避免了小夥伴學習過程中掉隊的現象。

本次培訓使用頂級DFT理論計算軟體VASP，它功能異常強大、命令簡單易上手，對科研人員極其友好。本次課程由華算科技技術部授課能力最強、經驗最豐富的朱老師帶大家學習VASP軟體操作與晶體性質計算。

以下截圖均來自學員評價：

朱老師，華算科技技術總監，同濟大學本科直接攻讀博士學位（4年），海外3年以上博後經歷，發表高質量獨立一作SCI論文30篇，回國後被授予深圳市海外高層次人才，擁有12年VASP重度使用經驗，成功講授50場VASP計算培訓和超過6W人的學習理論計算公開課。

課程時間：1月19日-1月23日 每天9:00-17:00（1月21日9:00-11:30）課程講師：朱老師，12年VASP經驗，30+一作文章，50+場VASP培訓經驗。培訓形式：線上直播，提供回放視頻，課程群永不解散，隨時提問，及時解答。

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本次課程的內容包括晶體結構、電子、力學、光學、磁學、擴散性質。具體安排與學習價值如下：

介紹第一性原理計算在材料研究領域的適用範圍和能夠獲得哪些計算結果（具體到文章中的圖和表）、VASP的理論基礎。

這能夠讓大家了解學習本次課程能夠給文章中哪些地方加分，並對VASP的理論背景有個大概的了解。

介紹VASP的技術特點、運行流程圖、輸入輸出文件。

這能夠讓大家了解VASP的運行流程、明確研究不同性質所需要的計算步驟、掌握輸入文件中各項參數的意義、理解輸出結果的意義。

介紹Linux作業系統的基礎命令、Shell 腳本、for循環語句、if判斷語句。

VASP只能安裝在Linux作業系統上，大家通過遠程登錄操作，沒有圖形界面，以提高工作效率。因此，大家需要熟練掌握相關命令（大約10條左右）來完成包括修改文件、提交任務、查看結果等操作。如果能掌握一些循環和判斷語句，則能進一步提高數據處理效率（此項不是必須的）

晶體結構構建（VESTA軟體）與結構優化計算，輸出文件介紹，包括結構、能量、本徵值文件等。

這將讓大家熟悉基礎的晶體結構模型構建流程、判斷結構的合理性、解讀輸出結果。

壓強和缺陷對晶體結構的影響，包括壓強參數、缺陷位置坐標，系統能量變化、原子振動頻率。

這將讓大家了解晶體在加壓條件下的結構優化計算流程，摻雜原子坐標的設置方法與結構優化參數的設置，摻雜後的結構穩定性判斷。

晶體表面模型構建與結構優化，包括ASE軟體與slab模型介紹、原子坐標固定方法。

這將讓大家了解晶體表面模型的構建方法、ASE軟體的使用、POSCAR中原子坐標固定的設置。

層狀與單層結構的模型構建與結構優化，範德華力描述層間弱相互作用。

這將讓大家了解單層結構模型的構建方法、優化層狀材料時需要考慮範德華力修正。

層狀（二維）結構與晶體表面結構構建異質結構模型構建，層間距調節，晶格失配分析。

這將讓大家了解異質結構模型的構建方法、晶格失配度計算和調整方法。

分子動力學模擬方法介紹、參數設置、晶體熔化、無定形結構構建、非晶態向晶態的轉變。

這將讓大家了解分子動力學模擬的計算流程與參數設置，晶體熔點的計算，非晶結構的構建方法（與晶體結構不同）。

彈性常數、體積模量、切邊模量、泊松比、楊氏模量等計算。

這將讓大家了彈性常數和各種彈性模量的計算流程以及輸出文件中彈性常數的獲取方法。

電荷密度分布、bader電荷計算、缺陷對電荷密度分布影響的計算，使用VESTA生成電荷密度圖。

這將讓大家了解自洽計算流程、輸出文件CHGCAR的內容、如何生成二維和三維電荷密度圖、bader電荷的計算流程，分析缺陷引起的電荷轉移。

總態密度與分態密度計算與分析、禁帶寬度數據獲取，不同原子價電子相互作用分析。

這將讓大家了解非自洽計算的流程，解讀總、分態密度數據文件，gnuplot繪製態密度圖方法，原子間相互作用判斷。

晶體軌道哈密頓布居數計算，LOBSTER軟體輸入輸出文件參數介紹，COHP結果分析。

這將讓大家了解COHP的計算流程與gnuplot繪製COHP圖的方法，掌握LOBSTER軟體的原理與操作，判斷原子間相互作用強弱。

能帶結構計算與圖片繪製，帶隙類型判斷、缺陷對能帶結構的影響。

這將讓大家了解能帶結構的計算流程、gnuplot繪製能帶圖的方法、KPOINTS文件生成腳本、能量本徵值數據處理腳本，分析摻雜對晶體能帶結構影響。

介電函數、折射率、消光係數、反射率、吸收係數、能量損失函數計算與分析。

這將讓大家了解光學性質的計算流程、輸出文件中介電函數的獲取、通過介電函數計算其它光學性質的方法。

介紹雜化泛函PBE0與HSE與PBE泛函的區別，PBE泛函低估帶隙。

這將讓大家了解雜化泛函PBE0與HSE的組成與計算流程。

鐵磁、反鐵磁、亞鐵磁概念介紹，計算參數設置、不同自旋方向原子在晶體中的分布，晶體中原子磁矩的獲取。

這將讓大家掌握不同磁性的概念，設置鐵磁、反鐵磁、亞鐵磁晶胞中原子的排列，從計算結果中獲取原子磁矩的方法、確定晶體的磁基態。

介紹Hubbard模型與LDA+U計算方法，U對晶體結構與磁矩的影響。

這將讓大家掌握LDA+U的計算流程、U值確定的方法，U值對晶格常數、帶隙、體模量、磁矩的影響規律。

介紹過渡態附近的勢能面變化規律與計算參數設置、中間態的產生方法。

這將讓大家了解過渡態的基本原理、計算流程（與結構優化不同）、與數據處理方法

介紹過渡態計算結果可靠性的驗證方法和消除虛頻的流程

讓大家了解虛頻存在的原因和計算方法，虛頻消除方法，得到更精確的擴散能壘。

課程時間：1月19日-1月23日 每天9:00-17:00（1月21日9:00-11:30）課程講師：朱老師，12年VASP經驗，30+一作文章，50+場VASP培訓經驗。培訓形式：線上直播，提供回放視頻，課程群永不解散，隨時提問，及時解答。

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