图书介绍

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低维体系的计算材料学
  • 邹小龙著 著
  • 出版社： 北京：科学出版社
  • ISBN：7030585233
  • 出版时间：2019
  • 标注页数：440页
  • 文件大小：200MB
  • 文件页数：454页
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图书目录

第1章 第一性原理计算方法1

1.1物质结构和性质的物理描述1

1.1.1绝热近似2

1.1.2经典核近似2

1.2多电子系统的量子多体理论3

1.3密度泛函理论4

1.3.1 Hohenberg-Kohn理论5

1.3.2 Kohn-Sham方程5

1.4交换关联泛函6

1.4.1局域密度近似7

1.4.2广义梯度近似8

1.4.3 meta-GGA泛函9

1.4.4杂化泛函9

1.4.5随机相近似10

1.5自洽场方法10

1.6求解Kohn-Sham方程的方法11

1.7 GW近似和Bethe-Salpeter方程11

1.7.1格林函数与自能11

1.7.2 Hedin方程12

1.7.3 GW近似13

1.7.4 Bethe-Salpeter方程13

参考文献14

第2章 多种低维材料及其缺陷结构17

2.1多种低维材料的基本结构17

2.1.1合金18

2.1.2结构相变18

2.2点缺陷27

2.3边界与界面35

2.3.1石墨烯、六方氮化硼及其界面内异质结35

2.3.2过渡金属硫族化合物的边界及相界面37

2.4拓扑缺陷41

参考文献48

第3章 低维材料的力学性质51

3.1多种低维材料本征力学性质51

3.1.1石墨烯51

3.1.2二维过渡金属硫族化合物57

3.1.3单层黑磷59

3.1.4拉胀（负泊松比）材料61

3.1.5石墨烯断裂行为69

3.2位错与晶界对低维材料力学性质的影响72

3.2.1碳纳米管72

3.2.2石墨烯78

3.2.3二维过渡金属硫族化合物89

参考文献91

第4章 低维材料的电子学和光电子学性质93

4.1多种低维材料的基本电子结构93

4.1.1石墨烯的基本电子结构93

4.1.2过渡金属硫族化合物的基本电子结构99

4.1.3单层黑磷的基本电子结构103

4.1.4其他二维材料的电子结构111

4.2低维材料的光电子学性质114

4.2.1多种二维材料的光电子学性质115

4.2.2激子效应117

4.2.3光电子学性质的调制131

4.3各种缺陷对低维材料电子学和光电子学性质的影响135

4.3.1点缺陷135

4.3.2位错与晶界140

4.4异质结对光电子学性质的调控155

4.4.1能带对齐与异质结种类155

4.4.2纵向异质结158

4.4.3横向异质结161

参考文献163

第5章 低维材料的磁学性质169

5.1磁学性质的基本概念169

5.2石墨烯中的磁性170

5.2.1边缘效应170

5.2.2缺陷178

5.3二硫化钼中的磁性189

5.3.1边缘效应189

5.3.2缺陷193

5.4其他低维材料中的磁性196

5.4.1缺陷引入的磁性196

5.4.2具有固有磁性的二维材料199

5.4.3载流子掺杂205

参考文献209

第6章 低维材料热输运性质211

6.1热输运基本概念211

6.2热导率的计算方法212

6.2.1 Green-Kubo线性响应理论212

6.2.2直接法216

6.2.3声子玻尔兹曼输运方程220

6.2.4 Landauer-非平衡格林函数法224

6.3结构、缺陷等对热输运性质的调控229

6.4低维材料热输运应用——热整流251

参考文献254

第7章 其他新奇低维材料259

7.1低维铁电材料259

7.1.1铁电极性与相转变260

7.1.2居里温度与相变264

7.1.3铁电畴壁267

7.1.4其他低维铁电材料268

7.2低维铁弹材料271

7.3低维压电材料273

7.4二维铁电、铁弹和压电材料的应用276

7.5低维超导材料278

7.6低维拓扑绝缘体材料285

参考文献296

第8章 新型低维材料预测300

8.1新结构的预测方法300

8.2新型低维材料及其缺陷结构与性质的预测305

8.2.1硼烯的结构预测及其实验发现305

8.2.2其他重要二维材料的预测310

8.3材料逆向设计324

8.3.1具有特定电子结构的材料324

8.3.2超硬材料325

8.4高通量数据挖掘328

8.4.1二维材料筛选328

8.4.2催化剂筛选331

参考文献336

第9章 几种典型低维材料的生长机制340

9.1碳纳米管的生长机制340

9.1.1螺旋位错理论340

9.1.2碳纳米管手性生长理论模拟342

9.1.3碳纳米管生长中的缺陷349

9.2石墨烯的生长机制351

9.2.1密度泛函研究351

9.2.2相场模拟371

9.2.3石墨烯纳米带/片的制备372

9.3二维氮化硼及过渡金属硫族化合物的生长机制376

9.4硼烯和磷烯的生长机制382

参考文献383

第10章 计算材料学在低维材料应用中的作用386

10.1储能应用386

10.2催化应用394

10.2.1产氢反应394

10.2.2氧还原反应412

10.2.3二氧化碳还原反应416

10.2.4光电催化反应422

10.3热电应用426

参考文献431

关键词索引436

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