密度泛函理论
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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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从吸附到掺杂:如何用差分电荷密度揭示电子转移机制?
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…
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什么是费米能级?从理论描述到工程应用的全面解读
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…
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什么是氧空位?定义、对催化性能的影响机理及在 CO₂还原、析氧反应中的核心作用
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、…
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什么是费米能级?从狄拉克分布到第一性原理计算,解读其在与新材料设计中的意义
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…
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从第一性原理看能带与态密度:固体电子结构的差异刻画、内在关联及性能分析互补性
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…
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什么是HOMO-LUMO理论?最高占据 / 最低空分子轨道的定义及分子反应性、电子性质调控原理
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…
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看见化学键:电子局域函数(ELF)可视化指南与成键分析实战
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…
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什么是第一性原理?催化研究的核心工具与应用
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…
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朱老师讲VASP | 理论计算答疑合集018
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…