新材料物性的第一性原理研究.pdf

1、該論文的方向是通過密度泛函理論研究各種新材料的物理化學(xué)性質(zhì).近年來相關(guān)理論和數(shù)值算法的飛速發(fā)展,使得基于密度泛函理論的第一性原理方法成為凝聚態(tài)物理、量子化學(xué)和材料科學(xué)中的常規(guī)計(jì)算研究手段.該論文對一些不同維度的新型材料(從固體、固體表面、納米管到分子、團(tuán)簇)進(jìn)行了第一性原理研究,研究涉及的材料物性包括幾何構(gòu)型、電子結(jié)構(gòu)、磁學(xué)性質(zhì)、晶格振動和力學(xué)響應(yīng)等方面.第一章簡要介紹了密度泛函理論的基本框架和近年來的理論發(fā)展.密度泛函理論的發(fā)展以尋找

2、合適的交換相關(guān)能量泛函為主線.從最初的局域密度近似(LDA)、廣義梯度近似(GGA)到現(xiàn)在的非局域泛函、自相互作用修正,多種泛函形式的相繼出現(xiàn)使得密度泛函理論可以提供越來越精確的計(jì)算結(jié)果.除了改進(jìn)交換相關(guān)泛函,近年來密度泛函理論向動力學(xué)平均場和含時理論等方面的擴(kuò)展也很活躍.這些擴(kuò)展使得密度泛函理論的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大.在該章的最后,我們介紹了一些密度泛函理論的應(yīng)用實(shí)例以展示其廣泛的用途.第二章所關(guān)注的是密度泛函理論的數(shù)值計(jì)算方法.從第三章