理论计算

静电势功函数是材料科学、凝聚态物理、化学和生物分子相互作用研究中的重要概念，它们在描述材料表面电子性质、分子间相互作用、电荷转移、催化性能等方面具有广泛的应用。以下将从静电势和功函…

能带结构图在材料科学、化学、物理等领域中具有极其重要的作用，尤其是在催化剂研究、材料性能优化和电子结构分析等方面。它不仅揭示了材料的电子结构，还为材料设计、性能预测和实际应用提供了…

载流子有效质量是凝聚态物理和材料科学中的一个核心概念，它描述了载流子在晶体周期势场作用下的运动特性。与自由电子或空穴的质量不同，载流子的有效质量是由其在晶体中的能带结构决定的，通常…

本文系统介绍了压电效应的基本原理，包括正压电效应和逆压电效应的产生机制，并深入探讨了晶体结构对压电性能的影响。压电效应的产生依赖于晶体的非中心对称性，其强弱受原子排列方式、化学键类…

本文系统阐述了过电位的基本概念及其在电催化反应中的重要作用。过电位作为实际反应电压与理论电压的差值，反映了电化学过程中的能量损耗。文章从热力学和动力学角度分析了过电位的产生机制，包…

  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…

VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种广泛应用于材料科学和凝聚态物理领域的第一性原理计算软件，其核心功能之一是进行结构优化。结构优…

静电势（Electrostatic Potential, ESP）是描述分子或原子周围电场分布的物理量，它反映了分子中各区域电荷分布的特征。静电势的定义是：将单位正电荷从无限远处移…

MXene的理论计算涵盖材料本征性质、催化活性、反应路径及高通量筛选等方面。通过DFT分析电子结构、电荷分布及表面稳定性，借助吸附自由能、d带中心等揭示催化活性机制，结合自由能台阶…

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…

溶剂化结构是指在溶液中，溶质离子（如锂离子、钠离子等）被溶剂分子包围形成的特定结构。这种结构不仅影响溶质的溶解性，还对电解液的电化学性能、稳定性、离子传输速率等具有重要影响。 溶剂…

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…

异质结内建电场是半导体材料中一种重要的物理现象，尤其在光催化、太阳能电池、光电化学器件等领域具有广泛的应用价值。它是由两种不同半导体材料接触形成的界面处产生的电场，其形成机制与两种…

声子谱是材料科学、凝聚态物理和化学等领域中一个非常重要的研究工具。它不仅揭示了材料的微观振动特性，还对材料的热力学性质、电子结构、光学性质以及催化性能等具有深远影响。深入理解声子谱…

摘要：本文系统介绍了固态电解质界面膜（SEI膜）的定义、形成过程及其在锂离子电池中的关键作用。SEI膜由电解液在负极表面还原反应生成，具有双层结构：内层以无机化合物（如LiF、Li…

B酸（Brønsted酸）位点和L酸（Lewis酸）位点是固体催化剂中最重要的两类活性中心。B酸位点通常以结构羟基形式存在，能够向底物提供质子，广泛分布于沸石、分子筛等多孔材料及部…

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…

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…

  摘要：本文系统介绍了阴极电解质界面膜（CEI膜）的定义、形成过程及其在锂离子电池中的关键作用。CEI膜由电解液在高电位下氧化分解生成，具有复杂的有机–无机复合结构，…