量子力学
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解读泡利不相容原理:定义、来源与数学表达
说明:本文华算科技介绍了泡利不相容原理的定义、来源、与量子数的关系以及数学表达。泡利原理指出全同费米子不能处于完全相同的量子态,这一原理源于费米子波函数的反对称性,通过斯莱特行列式…
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如何调控自旋态? 原理、方法与应用全解析
说明:本文华算科技介绍了自旋态的量子力学原理、调控方法、应用前景、表征手段。自旋态是微观粒子自旋角动量的量子化状态,可通过磁场、电场、光及交换作用调控。其在量子计算、自旋电子器件、…
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泡利不相容原理:定义、核心内涵与能级/能带结构影响
说明:泡利不相容原理(Pauli Exclusion Principle)是量子力学三大基本原理之一,这一原理的发现彻底改变了人类对微观粒子排布规律的认知,正如物理学家乔治・伽莫夫…
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基于“新三传”视角,全面解析电子、质子与分子传递机制及其耦合效应
说明:本文华算科技介绍了电子传递、质子传递和分子传递的基本概念、核心机制、应用。探讨了三者之间的区别与联系,重点分析了质子耦合电子转移(PCET)理论和“新三传”理论框架,强调了在…
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从公式到调控:静电势(ESP)的分析方法(FTIR/DFT/MD)与策略
说明:文章系统梳理了静电势的定义、三大核心公式及其与电荷环境的对应关系,华算科技逐一介绍了FTIR、EIS、SEM等表征测试和DFT、MD计算手段。此外本文总结了常见的三种静电势调…
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什么是电子隧穿和质子隧穿?
什么是电子隧穿? 电子隧穿:在物理化学过程中,电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。 图:金属/金属氧化物界面杂化和电子从金属衬底穿过氧化物赋予CoOx的隧穿具有…
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如何判断化学键是否断裂?
说明:化学键断裂是分子反应和材料失效的关键过程,涉及电子结构重排和能量耗散。通过理论计算方法,如密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD),可以精确量化这一转变。 本文华算科技聚焦…
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反应位点解析:从计算方法(DFT / 从头算)到酶工程与药物设计的应用
说明:本文华算科技从理论计算的角度,系统介绍反应位点(Reaction Sites)的基本概念、核心原理及其在化学催化中的研究进展。 内容涵盖反应位点的定义、热力学特性、计算方法(…
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从电子结构到宏观行为:AIMD与MD的计算化学对比
说明:本文华算科技介绍了从头算分子动力学(AIMD)与经典分子动力学(MD)的主要区别。 AIMD通过实时量子力学计算电子结构,精度高但计算量大;MD依赖经验力场,效率高但无法描述…
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什么是迁移能垒?AIMD 结合扩散系数的计算方法与应用解析
说明:本文华算科技介绍了通过从头算分子动力学(AIMD)结合扩散系数计算迁移能垒的科学方法。 读者可系统学习到如何利用AIMD模拟原子动态演化、计算扩散系数并通过Arrhenius…
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深入剖析计算材料学两大核心工具密度泛函理论(DFT)与分子动力学(MD)的本质区别
说明:本文华算科技旨在深入剖析计算材料学两大核心工具——密度泛函理论(DFT)与分子动力学(MD)的本质区别。将系统梳理二者的基本定义、理论基础、精度与成本的权衡、适用时空尺度,并…
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价带与导带:固体材料导电性的量子力学起源与决定因素
说明:本文华算科技阐述了固体能带理论中价带与导带的定义、形成机理及其对材料导电性的决定性作用,并介绍了如何通过第一性原理计算进行预测,帮助读者从量子力学层面理解材料的电学性质,为学…
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一文读懂静电势与偶极矩——从基础概念到催化、电池前沿应用
说明:在物理学和化学中,静电势和偶极矩是描述电荷相互作用和物质电学性质的重要概念。它们不仅是理解电场、分子间相互作用以及电化学反应的基础,而且在材料科学、催化剂设计、电池开发等众多…
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什么是量子力学/分子力学计算?
说明:量子力学/分子力学(QM/MM)计算是一种强大的多尺度模拟方法,它通过结合量子力学(QM)的高精度和分子力学(MM)的高效率,实现了对复杂化学体系的精确模拟。 本文华算科技将…
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什么是自旋轨道耦合(SOC)?—— 原子光谱精细结构到拓扑绝缘体、自旋电子学器件的关键作用
自旋轨道耦合(Spin-Orbit Coupling, SOC)是量子力学与固体物理学中的核心现象之一,它起源于电子的自旋自由度与其在轨道运动中的角动量之间的相互作用。 严格来说,…
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量子数到轨道杂化:原子轨道理论及其在DFT计算与催化剂设计中的关键作用
说明:原子轨道理论是描述电子运动状态的核心量子力学理论,通过量子数(主、角、磁量子数)定义轨道能级、形状和取向,结合轨道杂化、波函数等概念,揭示原子成键本质。 其在电催化中指导…
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自旋密度:铁磁性、反铁磁性与亚铁磁性材料的微观基础
本文华算科技系统介绍了自旋密度的基本概念及其在凝聚态物理和材料科学中的重要性。自旋密度是描述材料中电子自旋分布的关键物理量,通过分析自旋向上和自旋向下电子的密度差异,可以揭示材料的…
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电子自旋与磁性关联:量子态、多体动力学及异质结构调控的前沿研究综述
摘要:电子自旋作为一种内禀的量子力学属性,是理解物质磁性的基石。它赋予电子微观磁矩,而这些微观磁矩在材料内部的集体行为,通过复杂的相互作用机制,最终决定了材料宏观的磁学特性。 本文…
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从角动量耦合机制到自旋电子学器件设计的理论基础解析什么事磁矩?
说明:磁矩源于电子自旋与轨道角动量耦合,分自旋、轨道及总磁矩。其计算以DFT为核心,结合DFT+U等强关联修正及自旋–轨道耦合处理,可定量描述不同体系磁矩。 案例显…
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自旋轨道耦合:量子机制、材料效应与应用前景
自旋轨道耦合(Spin-Orbit Coupling, SOC)是量子力学中描述粒子自旋角动量与其轨道运动角动量相互作用的物理现象,其根源在于相对论效应与电磁相互作用的结合。 这一…