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330页《DFT计算入门课件》:21款常用软件/10类电子结构计算/4大计算化学理论/VASP入门精讲!

华算科技 MS杨站长 2023-06-25
《量子化学计算入门》课件共330页,内容完美契合零基础小白,讲解4大计算模拟理论、10类电子结构计算、21款常用软件、VASP计算入门案例。
带你快速建立学习构架,横扫理论盲区,入门DFT计算,早发顶刊。🚀🚀🚀

具体内容包括:
(1)4大计算材料学理论:从分子轨道理论到Hartree-Fock理论、后Hartree-Fock电子相关方法、密度泛函理论、分子动力学理论。
(2)10类电子结构性质计算:基态结构预测和优化、单点能计算、过渡态搜索和势垒、电荷密度和布局分析、态密度(DOS)、能带计算、电偶极矩与极化、磁性计算、电离能IP,亲和能AE,功函数WF、红外光谱与声子谱计算等。
(3)21种分子模拟软件的应用:Gaussian 16、VASP、Materials Studio、CASTEP、DMol3、Lammps、Wien2K、ABINIT、Quantum-Espresso、SIESTA、ATK、GROMACS、CPMD、Chemshell、MOPAC、ADF、Molpro、Molcas、TURBOMOLE、Nwchem、Q-chem等。
(4)VASP实例精讲:针对VASP软件计算流程、输入文件、输出文件讲解,以表面吸附为例,给出结构优化、吸附能、态密度及能带计算方法与注意事项。
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Part 1 量子化学计算的内涵与外延
1、课程内容引入,资料准备

2、量子化学计算在顶刊中的应用与进展

3、量子化学的内涵与外延及课程框架

Part 2 计算材料学理论基础

1、从分子轨道理论到Hartree-Fock理论

(1)Born-Oppenheimer(BO)近似
(2)微扰法和变分法
(3)分子轨道理论
(4)Hartree-Fock理论与自洽场方法
(5)Hartree-Fock-Roothaan方程
(6)两种典型基函数:斯莱特基(STO)与高斯基(GTO)
(7)常用基组的选择

2、后Hartree-Fock(HF)电子相关方法

(1)电子相关理论

(2)组态相互作用

(3)偶合簇方法

(4)多体微扰理论
  
3、密度泛函理论

(1)密度泛函理论背景

(2)Hohenberg-Kohn定理及Kohn-Sham方程及其求解

(3)DFT与HF的区别

(4)交换相关能量泛函

(5)局域密度近似LDA

(6)广义梯度近似GGA,

(7)超密度梯度近似Meta-GGA

(8)杂化密度泛函

(9)双杂化泛函
(10)DFT中其它典型误差:自相互作用修正(SIC);离域化误差;静态关联误差
(11)DFT+U与DFT+D
(12)平面波基组

  4、分子动力学理论

(1)经典势能函数

(2)分子力场:详细介绍传统力场、第二代力场、通用力场、极化力场及粗粒化力场;分子力场的选择;力场存在问题;力场的发展趋势

(3)分子动力学模拟流程


Part 3 电子结构与材料计算模拟软件

1、电子结构计算

(1)基态结构预测和优化

(2)单点能

(3)过渡态搜索和势垒

(4)电荷密度和布局分析

(5)态密度(DOS)

(6)能带计算

(7)电偶极矩与极化

(8)磁性

(9)电离能IP、亲和能AE、功函数WF

(10)红外谱与声子谱

2、常用量子化学软件
涉及8款量子化学软件的分类、应用及优缺点介绍,具体包括:  Gaussian 16,MOLPRO,MOLCAS, TURBOMOLE,Q-chem,NWchem,MOPAC,ADF。

 3、其它计算材料学软件

涉及13款量子化学软件的分类、应用及优缺点介绍,具体包括:VASP,Material Studio,CASTEP,DMol3,Wien2K,ABINIT,Quantum-Espresso,SIESTA,ATK,Lammps,GROMACS,CPMD,Chemshell。


Part 4 VASP入门精讲

1、VASP计算流程

(1)Kohn-Sham(DFT)计算的步骤

(2)Kohn-Sham方程求解流程

(3)VASP计算流程

2、VASP输入文件及其重要参数详解

(1)POSCAR:构型文件

(2)POTCAR:赝势文件

(3)KPOINTS:K点文件

(4)INCAR全体参数介绍及主要参数分类

(5)INCAR重要参数详解

3、VASP基本输出文件介绍

4、实例讲解——MoS2表面吸附Ag原子

(1)MoS2结构优化

(2)MoS2吸附Ag原子吸附能计算

(3)态密度计算

(4) 能带计算
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