理论计算技术专区
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什么是“氧化态”?从定义到表征,全面解读其在化学研究与技术创新中的关键作用
说明:本文华算科技介绍了氧化态的定义、本质、基本规则、作用与重要性,以及XPS、XAS、CV等表征方法。读者可系统学习到氧化态的判断逻辑、在氧化还原反应判断、催化剂与材料设计中的应…
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分子静电势(MEP):概念、计算与应用价值全解析
说明:这篇文章华算科技系统介绍了分子静电势(MEP)的概念、计算方法和应用价值。 通过量子化学计算获得并分析静电势图,从而准确预测分子反应活性位点、理解分子间相互作用机制,为药物设…
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一文贯通:从吸附能到 d 带中心 —— 第一性原理 + 电催化的完整研究框架
第一性原理+电催化的一体化研究路径:以DFT为核心,计算吸附能与自由能台阶,构建CHE模型与火山图,筛选HER/OER/ORR/CO₂RR活性位;结合NEB揭示过渡态与势垒,DOS…
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费米能级 vs 价带导带:微观层面的调控与应用
在微观的电子世界里,材料的一切导电行为并非偶然,而是由价带、导带和费米能级——凝聚态物理与材料科学中最核心的概念所决定。 如何精准调控这其相对位置是实现材料性能的按需定制,成为了推…
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氧空位:调控材料性能的关键密码
说明:本文华算科技介绍了氧空位,涵盖其定义、构建方法(如热处理法、氧化还原反应、电化学法等)、表征技术(像XPS、拉曼光谱等)及作用(提升催化性能、优化光学和电学特性等)。读者可系…
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过渡态:势能面鞍点与反应路径的关键
过渡态是化学反应过程中体系能量最高、但存在时间极其短暂的一种临界状态,它处于反应物向生成物转化的势能面鞍点位置。其本质是反应坐标上能量障碍的顶点,反映了反应分子在键断裂与成键同时发…
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什么是分子轨道理论?从σ、π到δ轨道的深入解析
分子轨道理论(Molecular Orbital Theory,MOT)是量子化学的重要基石之一。本文华算科技首先介绍分子轨道理论的产生背景及发展历程,阐述其在弥补传统价键理论(V…
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能带、态密度的k点选取有什么区别?
说明:在固体物理与材料计算中,能带结构(band structure)与态密度(Density of States, DOS)是理解电子行为最重要的两个表征方式。能带揭示了电子能量…
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能带与态密度的计算策略差异:k点采样选择的物理本质
在凝聚态物理与材料科学的理论研究和数值模拟中,电子结构的精确计算始终是核心议题。能带结构(band structure)与态密度(density of states, DOS)是其…
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氧空位的第一性原理计算:形成机制、电子结构调控与功能应用
在凝聚态物理与材料科学的研究中,晶体结构中的点缺陷长期以来被认为是影响材料物理与化学性能的关键因素。其中,氧空位作为氧化物与氧化物基复合结构中最常见且最重要的一类缺陷,受到广泛的关…
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解密偏析能:从基础定义到高通量计算与复杂晶界设计
说明:本文华算科技围绕偏析能的定义、符号与物理解读展开,强调其表征溶质从基体迁移至晶界/表面的热力学驱动力;在方法上以DFT超胞与界面模型定量计算不同位点偏析趋势,并讨论自旋、价态…
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虚频:计算化学中识别过渡态的黄金标准
在理论计算与量子化学的语境中,虚频是一个贯穿结构优化、反应机理研究以及动力学模拟的关键概念。它不仅仅是计算结果中的一个“负数”,更是一种深刻的物理信号,表征着体系在势能面上的不稳定…
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静电势(ESP)入门:定义、作用及在 DNA 碱基配对中的应用
总结:静电势(Electrostatic Potential, ESP)就像是一张“分子电场地图”,揭示了电子云与原子核共同塑造的电荷分布密码。它告诉我们,分子哪些区域电子密度富集…
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什么是过渡态? 电催化界面环境影响下的能量特征及 DFT 计算方法应用
说明:过渡态是化学反应中能量最高的分子构型,决定反应能垒和速率,其能垒最高的步骤为速控步。在电催化中,电极电位、界面环境等影响过渡态能量,是催化剂设计的关键。 通过DFT的NEB、…
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从电子结构到催化活性:解析反键轨道在HER、OER、ORR中的关键作用与调控策略
说明:本文华算科技系统阐释成键/反键轨道的形成机理及其对金属–吸附物键强的决定作用,提出以反键轨道占据度作为调控吸附强度与反应动力学的核心思路。围绕HER、OER与ORR,给出高熵…
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能带理论在材料设计与性能预测中的基石作用
在固体物理与材料科学研究中,能带(band structure)是描述晶体中电子行为的核心物理量之一。通过分析材料中电子的允许能级与禁止能级区间,我们能够深入理解其导电性、光学响应…
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分子识别指南:分子静电势(MEP)如何揭示化学反应热点与相互作用模式
分子静电势(Molecular Electrostatic Potential, MEP)是基于量子化学计算的电子密度与原子核电荷共同作用在空间任意一点所产生的静电势分布函数,是刻…
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什么是弱相互作用?定义、表征方法(电子密度、Hirshfeld 表面)与应用价值解析
弱相互作用分析是计算化学中研究分子间非共价键作用的关键技术,主要包括氢键、π-π堆积、范德华力等类型。 通过约化密度梯度(RDG)分析可视化相互作用区域,蓝色凹陷对应氢键,绿色…
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静电势的定义、计算与应用解析:从电磁学到生物医学的多领域详解
静电势是电场中电荷所具有的势能,是描述电场的一种重要物理量。它不仅在电磁学中具有基础性意义,而且在化学、材料科学、生物医学等多个领域中也有广泛应用。 静电势的计算和分析可以帮助我们…
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功函数:催化表面电子过程的调控枢纽与理论计算
功函数(Work Function, Φ)作为表征材料表面电子逸出能力的核心物理量,在催化科学中具有重要地位。它不仅反映了表面静电势垒的高度,还与电子结构、吸附特性、界面电荷转移等…