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第一性原理模擬計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域和常見(jiàn)計(jì)算項(xiàng)目

來(lái)源：時(shí)間：2022-12-20 15:59:31 瀏覽：5867次

第一性原理計(jì)算的基本思想是將多個(gè)原子構(gòu)成的體系看成是由多個(gè)電子和原子核組成的系統(tǒng)，并根據(jù)量子力學(xué)的基本原理對(duì)問(wèn)題進(jìn)行最大限度的“非經(jīng)驗(yàn)性”處理。它只需要5個(gè)基本常數(shù)（m0，e，h，c，kB）就可以計(jì)算出體系的能量和電子結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)。它可以確定已知材料的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)性質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)原子級(jí)別的精準(zhǔn)控制，是現(xiàn)階段解決實(shí)驗(yàn)理論問(wèn)題和預(yù)測(cè)新材料結(jié)構(gòu)性能的有力工具。

第一性原理計(jì)算

第一性原理的應(yīng)用領(lǐng)域

第一性原理計(jì)算在化學(xué)、物理、催化、環(huán)境、生命科和材料等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，如在鋰電池中可以計(jì)算工作電壓、電子傳導(dǎo)性、離子擴(kuò)散性、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、儲(chǔ)鋰容量等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域則可以計(jì)算半導(dǎo)體的電子結(jié)構(gòu)，如能帶和態(tài)密度。

第一性原理的常見(jiàn)計(jì)算項(xiàng)目

第一性原理常見(jiàn)計(jì)算項(xiàng)目是各類(lèi)催化反應(yīng)，如電催化、光催化、熱催化等，電池中的性質(zhì)計(jì)算(吸附、解離、擴(kuò)散等)，物質(zhì)的吸附能，擴(kuò)散性質(zhì)，電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。利用第一性原理建立起理論模型對(duì)微觀體系的總能量、電子結(jié)構(gòu)等相關(guān)的物理性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算可以得到比較精確的模擬結(jié)果這種方法在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。例如材料的介電性能、光學(xué)性能、鐵電壓電性能、彈性常數(shù)和電荷密度等諸多性質(zhì)都可以通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算并可以用系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比并加以分析，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更深入的指導(dǎo)。

測(cè)試狗·模擬計(jì)算

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