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第一章 密度泛函理论基础1

1.1 导论1

1.2 Thomas-Fermi模型2

1.3 Hohenberg-Kohn定理5

1.4 精确的密度泛函理论7

1.5 局域自旋密度近似10

1.6 广义梯度近似11

参考文献13

第二章 离散变分方法15

2.1 离散变分方法的一般公式16

2.2.1 准随机布点17

2.2 数值积分17

2.2.2 按乘积规则布点19

2.2.3 分割(patition)方法20

2.3 基组21

2.3.1 数值基(NAO)的产生21

2.3.2 对称轨道23

2.3.3 正交化和冻芯24

2.4 原子轨道表象下的哈密顿矩阵及波矢矩阵24

2.5 磁性体系25

2.6 电荷、组态和磁矩26

2.6.1 集居数分析26

2.7.1 库仑相互作用27

2.7 势27

2.6.2 按体积分解的分析27

2.7.2 交换和相关势29

2.7.3 外界势(镶嵌势)30

2.8 总能和结构有关的性质31

2.9 能量梯度32

2.9.1 电荷密度微商33

2.9.2 本征能量微商34

2.9.3 能量梯度表式34

2.10 相对论的离散变分方法(R-DVM)35

参考文献36

3.1.1 杂多酸及其盐和分子筛催化39

3.1 催化及表面吸附39

第三章 离散变分方法在化学中的应用39

3.1.2 表面吸附60

3.2 化学键及有关性质64

3.2.1 化学键的键性64

3.2.2 物质磁性和电性69

3.2.3 化合物的几何构型73

3.2.4 化合物的光谱、能谱与电离能77

参考文献84

第四章 材料缺陷物理学电子理论基础与离散变分方法的应用88

4.1 导言88

4.2.1 研究背景91

4.2 材料缺陷能量学理论基础(Ⅰ)——能量函数91

4.2.2 建立能量函数的理论基础93

4.2.3 建立原子相互作用体系能量函数103

4.2.4 能量函数的应用107

4.3 材料缺陷能量学理论基础(Ⅱ)——原子间相互作用能113

4.3.1 研究背景113

4.3.2 一般性表述113

4.3.3 Green函数方法计算原子间相互作用能114

4.3.4 第一原理方法计算原子间相互作用能115

4.3.5 理论的应用117

4.4 材料缺陷能量学理论基础(Ⅲ)——跃迁积分的第一原理计算方案121

4.5 晶界电子结构及掺杂效应123

4.5.1 建立晶界原子结构124

4.5.2 掺杂晶界电子结构及能量126

4.6 界面偏聚效应的理论分析140

4.6.1 一般性分析140

4.6.2 偏聚效应的热力学模型143

4.6.3 热力学模型的第一原理计算146

4.6.4 界面偏聚效应的进一步分析147

4.7 位错电子结构149

4.7.1 研究背景149

4.7.2 建立位错芯区原子结构149

4.7.3 位错电子结构152

4.8.1 一般描述156

4.8 杂质-缺陷复合体电子结构与位错运动行为156

4.8.2 相关模型及数学表述157

4.8.3 理论计算及相关实验结果162

4.8.4 主要结论167

4.9 晶格振动动力矩阵及声子谱167

4.9.1 理论基础及相关表式167

4.9.2 动力矩阵与势函数170

4.9.3 晶格缺陷体系声子谱密度与位错运动行为172

4.9.4 结语175

4.10 本章结语175

参考文献176

5.1 DVM计算程序的使用说明182

第五章 DVM计算程序的使用说明、框图及算例182

5.2 DVM计算程序的框图205

5.3 算例229

5.3.1 HNO3·CO(NH2)2的电子结构计算229

5.3.2 杂多阴离子［GeMo12O40]4-的电子结构计算243

5.3.3 YBa2Cu3O7的电子结构计算253

5.3.4 MoCl8Cl6电子结构的相对论计算263

5.3.5 Mo6Cl8电子结构的相对论计算269

参考文献273

附录 坐标变换的程序274