密度泛函理论

密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）是一种广泛应用于材料科学、化学和物理学领域的量子化学计算方法。它通过计算系统的电子密度来描述分子或固体的电…

  第一性原理（First Principles）是指从最基本的物理定律出发，不依赖任何实验数据或经验公式，直接推导出一个系统的性质。在材料科学中，第一性原理通常使用量子力学的基本…

  说明：为系统阐释院士团队如何运用理论计算这一强大工具在催化领域取得突破性进展，本文特精选该团队具有代表性的三篇研究工作进行深入剖析。这些工作覆盖了不同关键催化反应体系/不同类型…

差分电荷密度图（Difference Charge Density Map, DCDM）是一种在材料科学、化学、物理等领域中广泛应用的电子结构分析工具。它通过比较不同状态或结构的电…

在密度泛函理论（DFT）计算中，GGA+U（广义梯度近似+Hubbard U）方法是一种用于处理强关联电子体系（如过渡金属氧化物、氮化物等）的重要修正方法。 该方法通过引入Hubb…

密度泛函理论（DFT）是一种基于量子力学的计算方法，广泛应用于化学、材料科学、物理等领域，用于研究分子和材料的电子结构、化学键性质、反应动力学等。在化学键分析中，DFT提供了多种多…

密度泛函理论（DFT）在催化反应选择性研究中扮演着至关重要的角色。它不仅能够揭示催化反应的微观机制，还能通过计算吸附能、反应能垒、电子结构等参数，解释反应产物的选择性。以下将从多个…

过渡态（Transition State）是化学反应中一个非常重要的概念，它描述了反应物分子在转化为产物分子的过程中所经历的一个瞬时、高能量的中间状态。过渡态不是一种稳定的分子结构…

  CeO₂的理论计算聚焦表面结构与缺陷、吸附及反应特性、电子调控等。通过DFT等方法解析氧空位形成能的晶面依赖性，量化吸附能与中间体稳定性，揭示电子结构调控机制；动力学模拟结合过…

总结：在分子世界的微观尺度上，实验往往只能捕捉到现象的表面，而许多本质性的化学与材料过程，却隐藏在原子和电子的精细运动之中。 如何跨越这道“看不见的墙”？密度泛函理论（DFT）、分…

能带结构和态密度是固体物理学和材料科学中两个非常重要的概念，它们分别描述了材料中电子的能级分布和能量状态的密度。 这两个概念不仅在理论研究中具有重要意义，而且在实际应用中也广泛用于…

氧空位（Oxygen Vacancy, OV）是金属氧化物材料中一种常见的点缺陷，其定义为在晶体结构中原本应有氧原子的位置缺失，形成空位。 这种缺陷通常由特定的外界环境（如高温、还…

态密度（Density of States,DOS）是固体物理和凝聚态物理中的一个核心概念，它描述了在单位能量范围内，系统中可被电子占据的量子态的数量。 态密度不仅反映了材料的电子…

总结：在理论与计算化学、材料科学日益交叉融合的今天，高效且多尺度的模拟工具对于探索新材料、理解复杂反应机理至关重要。 本文围绕三类主流计算方法——密度泛函理论（DFT）、分子动力学…

吸附能是量化吸附物与基底结合强度的核心物理量，定义为复合体系与孤立组分的能量差。其计算以DFT为主，需选择合适泛函并考虑范德华力修正，高阶方法如RPA可提升精度。吸附能广泛应用于催…

  碳氧双键（C=O）的稳定性显著高于碳硫双键（C=S），这一现象源于氧原子与硫原子在原子半径、电负性及轨道特性上的本质差异。以下将从原子结构参数、成键机制、热力学数据及实际化合物…

  催化反应的核心始于吸附机理——分子通过物理吸附（范德华力）或化学吸附（化学键重组）“锚定”在催化剂表面，直接决定反应物的富集、活化与选择性。DFT计算作为原子尺度的“虚拟显微镜…

说明：密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）是一种量子力学计算方法，用于求解多电子体系的基态性质。其核心思想是利用电子密度而非复杂的多电子波函…

说明：TiO₂的理论计算聚焦电子结构调控、表面反应路径模拟及活性位点设计。 电子结构调控通过非金属掺杂（如N）和氧空位调节带隙，拓展光响应范围；表面反应模拟揭示CO₂吸附、水分解等…

  说明：电催化CO₂还原反应（CO₂RR）是在外加电场下CO₂转化为碳基燃料的过程，需克服C=O键断裂及HER竞争等挑战。 理论计算聚焦活性位点识别、反应路径解析和电子结构调控，…