理论计算

  说明：对称性在催化过程中的调控作用体现在其对反应路径、活性位点分布以及电子结构的深刻影响。通过引入对称性破缺（如构建非中心对称结构或引入晶格畸变），可以打破原有能级简并状态，调…

得益于硅时代中计算机计算速度的指数级增长，过去二十年中，强烈依赖于计算速度的理论计算方法也得到长足发展，能源存储与转换体系中的很多关键性能均可用从头算方法来进行定性甚至定量化的预测…

说明：DFT理论计算通过将多电子体系转化为电子密度函数问题，以Hohenberg-Kohn定理为基础，借助Kohn-Sham方程求解。 其流程包括自洽循环计算，且不断进化出TD-D…

说明：DFT计算的初始结构是基于化学认知等构建的近似模型，为后续优化提供基准，其合理性影响计算结果。 初始结构分分子体系、晶体材料等四大类型，构建需遵循化学合理、对称性约束和计算效…

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，能够通过密度泛函理论（DFT）模拟材…

热导率（thermal conductivity）是描述材料传热能力的物理量，表示单位温度梯度下单位时间内通过单位面积传递的热量，常用符号κ表示，单位为W·m⁻¹·K⁻¹。它反映了…

金属团簇颗粒的结构优化是材料科学和凝聚态物理中的一个重要研究方向。通过第一性原理计算方法，尤其是基于密度泛函理论（DFT）的VASP软件，可以对金属团簇的几何结构、电子结构和物理性…

硝酸盐电催化还原（NO3RR）的反应路径受反应微环境（如反应物局部浓度、疏水性、界面电场和溶液离子等）的显著影响，原位表征技术和理论模拟的创新应用为深入理解其反应微环境和机制提供了…

二维材料因其独特的物理和化学性质，在电子、光学、催化等领域展现出巨大的应用潜力。使用VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）进行二维材料的…

电子局域化函数（Electron Localization Function, ELF）是量子化学和材料科学中用于描述电子在空间中局域化程度的重要工具。它通过量化电子在特定位置的聚…

d带中心（d-band center）是描述过渡金属电子结构的重要参数，广泛应用于催化反应、材料科学和表面化学等领域。其核心概念是通过分析过渡金属的d轨道电子密度分布，确定其相对于…

说明：在材料设计与筛选中，判断候选结构的稳定性是第一性原理计算的重要任务之一。本文从热力学、动力学与力学三方面出发，系统讨论了理论计算中判断材料是否稳定存在的标准与方法。 首先，热…

普鲁士蓝类化物（PBAs）是一类具有独特三维开放框架结构的化合物，因其高理论容量、快速离子扩散、低成本及环保等优势，成为电池材料研究的热点。 其化学通式为AxM[M'(CN)6]y…

聚阴离子化合物凭借其独特的结构和性能优势，逐渐成为电池正极材料领域的研究热点。与传统的正极材料，如层状氧化物和尖晶石氧化物相比，聚阴离子化合物展现出诸多显著优势。 其结构具有高度的…

扩散能垒是衡量粒子在催化和材料体系中迁移难易程度的关键参数，直接影响扩散速率、反应控制机制、材料稳定性及选择性等多方面性能。 本文系统介绍了扩散能垒的基本概念、在表面、体相与离子体…

过渡态是化学反应中连接反应物与产物的关键构型，位于反应势能面的一阶鞍点位置，对理解反应机理、预测反应速率及催化剂设计具有核心意义。 本文系统阐述了过渡态的物理本质及其在反应路径分析…

自组装分子动力学模拟是一种利用分子动力学方法研究分子在无外力作用下通过非共价相互作用（如范德华力、氢键等）自发组织成有序结构的模拟技术。它广泛应用于研究纳米材料、生物分子、聚合物等…

通过电化学还原反应(NO3RR)将NO3–转化为氨(NH3)引起了广泛的研究兴趣。这种方法不仅有利于污染水的反硝化，而且可以以较低的成本生产增值NH3。然而，NO3RR…

  传统MOF在精确控制光敏剂和催化中心的空间排列同时保持结构稳定性仍面临挑战。例如，柱层结构的Zn-MOF已被广泛研究用于光催化，因为它们能够将光敏剂和催化中心放置在不同的接头中…

本文介绍了如何通过理论计算评估材料的稳定性，涵盖热力学稳定性、动力学稳定性、热/环境稳定性等基本概念，并详述了常用的DFT计算指标（如形成能、缺陷形成能、反应能）、声子谱分析、AI…