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作者簡介
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目次
商品簡介
本書著重介紹了基於第一性原理方法的一些工作成果，介紹了第一性原理方法在含點缺陷材料體系，以及Ⅳ族材料體系中結構性質的研究結果。在含點缺陷材料體系部分，著重分析了鈮酸鋰、TiO2 2種材料體系中點缺陷穩定性變化規律，以及點缺陷對材料電學、光學性質的影響規律。在Ⅳ族材料體系結構性質部分，以尋找靜態力學性質超越金剛石的材料為主線，主要介紹了基於第一性原理的碳同素異形體的設計及其力學性質研究相關工作。
本書可作為凝聚態物理相關研究人員的參考資料，也可以作為碳材料設計、晶體力學性質研究、晶體點缺陷研究等領域研究人員的參考書。
本書可作為凝聚態物理相關研究人員的參考資料，也可以作為碳材料設計、晶體力學性質研究、晶體點缺陷研究等領域研究人員的參考書。
作者簡介
李青坤，男，黑龍江大學電子工程學院副教授，求學與工作期間一直從事材料電、磁、力學性質的第一性原理的研究。
名人/編輯推薦
《第一性原理方法及應用》由淺入深，較為詳細地分析第一性原理方法在含點缺陷材料體系，以及IV族材料體系中結構性質的研究結果。
本書可作為凝聚態物理相關研究人員的參考資料，也可以作為碳材料設計、晶體力學性質研究、晶體點缺陷研究等領域研究人員的參考書。
本書可作為凝聚態物理相關研究人員的參考資料，也可以作為碳材料設計、晶體力學性質研究、晶體點缺陷研究等領域研究人員的參考書。
目次
第 1章 從經典物理到第 一性原理 1
1.1 量子力學的建立 1
1.2 量子力學的基本原理與假設 3
1.3 量子力學的解析求解方法 4
1.4 量子力學的近似求解方法 7
1.4.1 微擾理論 7
1.4.2 變分法 8
1.4.3 Hartree-Fork自洽場方法 10
1.5 量子力學的歷史意義 11
1.6 第 一性原理方法與假設 12
1.6.1 對第 一性原理方法的理解 12
1.6.2 第 一性原理的基本假設 13
1.7 第 一性原理的基本方程與求解 16
1.7.1 多粒子系統的Kohn-Sham方程 16
1.7.2 第 一性原理的常見分析方法 17
1.8 第 一性原理方法的優勢與不足 21
1.9 第 一性原理常用軟件 23
1.10 本章小結 23
參考文獻 24
第 2章 含點缺陷鈮酸鋰晶體結構性質的第 一性原理研究 26
2.1 鈮酸鋰晶體本征缺陷結構的研究狀態 28
2.2 第 一性原理方法研究非化學劑量比鈮酸鋰晶體的缺陷穩定性 29
2.2.1 計算的基本設定 29
2.2.2 形成能的計算 31
2.2.3 化學勢的基本設定 31
2.2.4 對鈮酸鋰晶體缺陷穩定性的分析 33
2.3 本章小結 37
參考文獻 38
第3章 Cu摻雜TiO2體系中缺陷誘導磁性研究 41
3.1 引言 41
3.1.1 TiO2晶體的結構 41
3.1.2 TiO2材料中的缺陷結構 42
3.1.3 過渡金屬摻雜TiO2薄膜的磁性能 43
3.2 Cu-TiO2晶體中缺陷穩定性與磁性研究 45
3.2.1 計算缺陷形成能的基本設置 46
3.2.2 計算結果與分析 47
3.3 Cu-TiO2-x薄膜中磁性產生機制的研究 51
3.4 本章小結 55
參考文獻 55
第4章 C-TiO2光催化與磁性能的第 一性原理研究 58
4.1 C摻雜TiO2的缺陷穩定性與光催化性能研究 59
4.1.1 計算方法 59
4.1.2 計算結果與討論 60
4.2 C摻雜TiO2的磁性能研究 62
4.2.1 計算方法 63
4.2.2 計算結果與討論 63
4.3 本章小結 68
參考文獻 68
第5章 新型碳同素異形體的設計 70
5.1 引言 70
5.2 常見碳同素異形體及其性質研究現狀 70
5.3 I型碳的結構 76
5.4 I型碳的結構穩定性分析 78
5.5 I型碳的電子性質計算 80
5.6 I型碳的力學性質計算 81
5.7 本章小結 84
參考文獻 85
第6章 P4型碳同素異形體設計與力學性質分析 88
6.1 研究方法 89
6.2 結果與討論 90
6.2.1 P4型碳的晶體結構 90
6.2.2 結構穩定性分析 91
6.2.3 P4碳的電學性質 92
6.3 本章小結 93
參考文獻 94
第7章 HCP-C3碳及BCT-C4碳力學性質的第 一性原理研究 95
7.1 HCP-C3碳結構與力學性質的第 一性原理研究 95
7.1.1 計算設置 95
7.1.2 HCP-C3碳結構和力學性質計算與分析 97
7.2 BCT-C4碳結構與力學性質的第 一性原理研究 99
7.2.1 計算設置 100
7.2.2 BCT-C4碳晶體結構與性質計算與分析 101
7.3 本章小結 105
參考文獻 105
第8章 金剛石與六方碳力學性質的第 一性原理研究 107
8.1 引言 107
8.2 金剛石與六方碳簡介 107
8.3 金剛石與六方碳結構及力學性質的第 一性原理計算設置 108
8.4 金剛石與六方碳結構及力學性質的計算結果 109
8.5 本章小結 114
參考文獻 114
第9章 本征缺陷對晶體矽的強度性質影響規律的第 一性原理研究 116
9.1 理想矽晶體的力學性質的第 一性原理計算 117
9.1.1 理想矽晶體的晶體結構 117
9.1.2 理想矽晶體[100]晶向強度性質 118
9.1.3 理想矽晶體 晶向強度性質 120
9.1.4 理想矽晶體[111]晶向強度性質 122
9.2 空位缺陷對強度性質的影響 125
9.2.1 空位缺陷對矽晶體[111]晶向強度的影響 125
9.2.2 空位缺陷對 晶向強度的影響 128
9.3 間隙粒子對強度性質的影響 130
9.3.1 間隙粒子對[111]晶向強度的影響 130
9.3.2 間隙粒子對 晶向強度的影響 132
9.4 本章小結 135
參考文獻 136
1.1 量子力學的建立 1
1.2 量子力學的基本原理與假設 3
1.3 量子力學的解析求解方法 4
1.4 量子力學的近似求解方法 7
1.4.1 微擾理論 7
1.4.2 變分法 8
1.4.3 Hartree-Fork自洽場方法 10
1.5 量子力學的歷史意義 11
1.6 第 一性原理方法與假設 12
1.6.1 對第 一性原理方法的理解 12
1.6.2 第 一性原理的基本假設 13
1.7 第 一性原理的基本方程與求解 16
1.7.1 多粒子系統的Kohn-Sham方程 16
1.7.2 第 一性原理的常見分析方法 17
1.8 第 一性原理方法的優勢與不足 21
1.9 第 一性原理常用軟件 23
1.10 本章小結 23
參考文獻 24
第 2章 含點缺陷鈮酸鋰晶體結構性質的第 一性原理研究 26
2.1 鈮酸鋰晶體本征缺陷結構的研究狀態 28
2.2 第 一性原理方法研究非化學劑量比鈮酸鋰晶體的缺陷穩定性 29
2.2.1 計算的基本設定 29
2.2.2 形成能的計算 31
2.2.3 化學勢的基本設定 31
2.2.4 對鈮酸鋰晶體缺陷穩定性的分析 33
2.3 本章小結 37
參考文獻 38
第3章 Cu摻雜TiO2體系中缺陷誘導磁性研究 41
3.1 引言 41
3.1.1 TiO2晶體的結構 41
3.1.2 TiO2材料中的缺陷結構 42
3.1.3 過渡金屬摻雜TiO2薄膜的磁性能 43
3.2 Cu-TiO2晶體中缺陷穩定性與磁性研究 45
3.2.1 計算缺陷形成能的基本設置 46
3.2.2 計算結果與分析 47
3.3 Cu-TiO2-x薄膜中磁性產生機制的研究 51
3.4 本章小結 55
參考文獻 55
第4章 C-TiO2光催化與磁性能的第 一性原理研究 58
4.1 C摻雜TiO2的缺陷穩定性與光催化性能研究 59
4.1.1 計算方法 59
4.1.2 計算結果與討論 60
4.2 C摻雜TiO2的磁性能研究 62
4.2.1 計算方法 63
4.2.2 計算結果與討論 63
4.3 本章小結 68
參考文獻 68
第5章 新型碳同素異形體的設計 70
5.1 引言 70
5.2 常見碳同素異形體及其性質研究現狀 70
5.3 I型碳的結構 76
5.4 I型碳的結構穩定性分析 78
5.5 I型碳的電子性質計算 80
5.6 I型碳的力學性質計算 81
5.7 本章小結 84
參考文獻 85
第6章 P4型碳同素異形體設計與力學性質分析 88
6.1 研究方法 89
6.2 結果與討論 90
6.2.1 P4型碳的晶體結構 90
6.2.2 結構穩定性分析 91
6.2.3 P4碳的電學性質 92
6.3 本章小結 93
參考文獻 94
第7章 HCP-C3碳及BCT-C4碳力學性質的第 一性原理研究 95
7.1 HCP-C3碳結構與力學性質的第 一性原理研究 95
7.1.1 計算設置 95
7.1.2 HCP-C3碳結構和力學性質計算與分析 97
7.2 BCT-C4碳結構與力學性質的第 一性原理研究 99
7.2.1 計算設置 100
7.2.2 BCT-C4碳晶體結構與性質計算與分析 101
7.3 本章小結 105
參考文獻 105
第8章 金剛石與六方碳力學性質的第 一性原理研究 107
8.1 引言 107
8.2 金剛石與六方碳簡介 107
8.3 金剛石與六方碳結構及力學性質的第 一性原理計算設置 108
8.4 金剛石與六方碳結構及力學性質的計算結果 109
8.5 本章小結 114
參考文獻 114
第9章 本征缺陷對晶體矽的強度性質影響規律的第 一性原理研究 116
9.1 理想矽晶體的力學性質的第 一性原理計算 117
9.1.1 理想矽晶體的晶體結構 117
9.1.2 理想矽晶體[100]晶向強度性質 118
9.1.3 理想矽晶體 晶向強度性質 120
9.1.4 理想矽晶體[111]晶向強度性質 122
9.2 空位缺陷對強度性質的影響 125
9.2.1 空位缺陷對矽晶體[111]晶向強度的影響 125
9.2.2 空位缺陷對 晶向強度的影響 128
9.3 間隙粒子對強度性質的影響 130
9.3.1 間隙粒子對[111]晶向強度的影響 130
9.3.2 間隙粒子對 晶向強度的影響 132
9.4 本章小結 135
參考文獻 136
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