Materials Modelling by Density Functional Theory

课程简介

密度泛函理论（DFT）是一种广泛应用于物理、化学和材料科学领域的量子力学原子级模拟方法。本课程旨在使学生了解DFT的基本概念及其在研究半导体材料中的应用。本课程将重点介绍DFT的理论原理和使用DFT包Quantum Espresso进行简单固体的DFT计算的实际操作经验。 • DFT背景：介绍和概述DFT；多体系统；解决多电子问题的困难 • DFT基础：哈特里近似；哈特里-福克近似；霍恩贝格-库恩定理 • 科恩-夏姆方程：有效单粒子精确方法；交换和相关能量；科恩-夏姆方程 • 函数逼近：局域密度近似（LDA）；广义梯度近似（GGA）；非局域近似；混合函数 • 假势理论：保持范数的假势；假势的构造 • 实际DFT计算：介绍Quantum Espresso；进行DFT计算的工作流程

学习目标

1. 理解电子系统的多体理论 2. 解释霍恩贝格-库恩定理和科恩-夏姆方程 3. 识别各种交换-相关泛函之间的差异 4. 描述假势理论和假势的构造 5. 对半导体的电子性质进行DFT计算

先修要求

先修课程 AP20006

教学模式

讲授：介绍和解释DFT基本原理，并通过示例进行说明；鼓励课堂活动。 习题课：练习和展示DFT在物理中的应用。 计算机实验室：在实际问题上进行DFT计算。