密度泛函理论

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…

差分电荷密度（Charge Density Difference, CDD）是通过比较体系在相互作用前后电子密度分布而得到的空间函数，能够直观揭示吸附、界面形成、掺杂和缺陷诱导等过…

说明：费米能级（Fermi Level）是固体物理与半导体物理中核心而基础的概念，其不仅体现在理论描述上，更深入影响材料性能与器件应用。作为电子的化学势或热力学功，费米能级在决定电…

催化剂中的氧空位是催化反应中的一个重要活性位点，尤其在析氧反应（OER）和还原反应（ORR）中发挥关键作用。 氧空位是由于氧原子从催化剂表面脱离而形成的缺陷，通常出现在金属氧化物、…

在固体物理和材料科学的理论框架中，费米能级是理解电子行为、能带分布以及材料宏观性质的关键概念。无论是在金属、半导体还是绝缘体的研究中，费米能级都起着桥梁的作用，它不仅连接着量子力学…

在固体物理与材料科学的研究中，能带结构与态密度是最为核心的两个概念。能带揭示了电子在周期性势场中运动的允许与禁止区域，反映了电子态随动量（k 点）的分布关系，而态密度则表征了在某一…

在分子物理、量子化学和材料科学中，分子前线轨道理论（Frontier Molecular Orbital Theory）提供了一种理解分子化学反应性与电子性质的直观框架。 其中，最…

电子局域函数（Electron Localization Function, ELF）是一种基于电子对局域化程度来表征化学键性质与电子结构特征的无量纲指标，取值范围为 0–1，其中…

  说明：本文华算科技围绕第一性原理在电催化中的应用展开：以DFT为核心，从功能选择、截断能与k点收敛及自旋设置等计算细节入手，构建含真空的slab模型并结合隐式/显式溶剂与恒电位…

Q1：朱老师，VASP能够计算异质结的形成能及键长键角这些信息吗？ A：可以计算，VASP计算可以得到计算体系的能量信息以及结构信息（晶格常数、键长、键角等）。 Q2：朱老师，计算…

说明：在凝聚态物理、材料科学与化学领域中，态密度（Density of States, DOS）是刻画电子能级分布及其对物性影响的重要物理量。它反映了在特定能量范围内可供电子占据的…

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…

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…

说明：自旋极化是指材料中自旋向上与自旋向下电子数目不均，体现为电子自旋布居的不对称，这种现象在铁磁性等磁性材料及电催化剂中尤为重要。在电催化反应中，自旋极化能为反应过程引入新的自由…

本文华算科技系统介绍了催化研究中常用的各类描述符及其在理解和预测催化性能中的重要作用。重点阐述了吸附能、自由能、d带中心等核心描述符的定义和物理意义，分析了它们与催化活性的关联机制…

说明：VASP是电催化领域中进行结构优化最常用的第一性原理计算工具，其核心逻辑是通过密度泛函理论结合PAW赝势，准确求解体系的最低能构型。 顶刊文献普遍使用PBE、RPBE泛函，并…

能带结构计算的基本原理是基于量子力学和固体物理的理论基础，通过数学模型和计算方法来描述固体中电子的运动状态和能量分布。华算科技朱老师将从多个方面详细阐述能带结构计算的基本原理。 能…

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…

  说明：态密度（DOS）是凝聚态物理和材料科学中的核心概念，描述单位能量区间内可用电子态的密度，是连接微观电子结构与宏观物性（如导电性、光学吸收、催化性能）的关键桥梁。 不同维度…

总结：本文华算科技系统介绍了利用第一性原理密度泛函理论（DFT）判定界面电子转移方向的多种方法及其原理，包括Bader电荷分析、差分电荷密度、功函数变化、能带对齐与能级分析等。 通…