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利用第一性原理模擬計算研究材料的特性

來源：測試GO 時間：2022-08-01 11:11:56 瀏覽：3480次

第一性原理（英文：First Principle）可以用來表征材料性質(zhì)，利用超算模擬計算來輔助材料設(shè)計已經(jīng)成為一種高效的研究手段。廣義的第一原理包括兩大類，以Hartree-Fock自洽場計算為基礎(chǔ)的ab initio從頭算和密度泛函理論（DFT）計算。

二維材料的第一性原理計算研究

第一性原理計算(英文：thefirst-priciplescalculation)，是指從所研究材料的原子組分開始，計算過程中運用到了量子力學(xué)及多種基本物理規(guī)律，通過自洽計算來確定材料的幾何結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、力熱學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)等材料物性的方法。

第一性原理計算采用“非經(jīng)驗”處理方法，只用5個基本物理常量mo 、e、h、c、k_B以及元素周期表中各組分元素的電子結(jié)構(gòu)，就可以合理地預(yù)測材料的許多物理性質(zhì)。因此，第一性原理計算可以稱得上真正意義的預(yù)測。雖然它無需經(jīng)驗參數(shù)卻可以達(dá)到很高的精度:用第一性原理計算的晶胞大小和實驗值只差幾個百分點，其它性質(zhì)也和實驗很好地吻合，體現(xiàn)了該理論的正確性。第一性原理計算同分子動力學(xué)相結(jié)合，已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用到固體、表面、材料設(shè)計、合成、模擬計算、大分子和生物體系等諸多方面的研究中，并獲得許多突破性的進(jìn)展。隨著計算機計算能力日新月異地增強，它已經(jīng)成為計算材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)和核心技術(shù)。

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