先進材料的計算與設計

內容簡介

現代材料研究中，計算材料學已經成為與實驗同等重要的研究手段。材料計算與設計對改變傳統材料研發模式至關重要，在降低材料研發成本、縮短材料研發周期、揭示極端條件下材料行為等方面具有不可或缺的重要作用。

　　《先進材料的計算與設計》基於作者的長期科研與教學實踐，以相變/阻變存儲材料、二維過渡金屬碳化物、異質結等材料體系為實例，詳細介紹了**性原理計算在理解材料行為、預測材料性質和設計新材料等方面所發揮的重要作用。《先進材料的計算與設計》共8章，涵蓋了計算材料學的基本理論和新材料預測及性質計算的多種方法，包括總能與晶體結構預測、點缺陷研究、材料中的擴散問題、非晶與**性原理分子動力學、材料中的輸運問題、材料中新奇量子性質的計算與調控、范德瓦耳斯異質結與界面光電子性質、新型光電子材料設計等。

圖書目錄

序

前言

第1章**性原理計算中的總能1

1.1系統總能與薛丁格方程1

1.2密度泛函理論3

1.3密度泛函理論的總能計算6

1.4系統總能計算與結構預測範例8

第2章晶體結構中的點缺陷34

2.1點缺陷形成能計算34

2.2硫族化合物半導體中的點缺陷35

2.3氧空位與阻變存儲材料44

2.4二維過渡金屬碳化物中的金屬空位59

2.5氧對相變存儲材料GeTe性能調控的微觀機制68

2.6釔摻雜碲化銻71

第3章材料中的擴散85

3.1擴散的計算方法85

3.2阻變存儲材料中的點缺陷擴散行為86

3.3氫和氧在面心立方鈷中的吸附與擴散108

3.4Mo2C MXene電極材料上鋰離子的吸附和擴散117

第4章非晶與**性原理分子動力學123

4.1經典分子動力學與**性原理分子動力學123

4.2**性原理分子動力學基本理論方法125

4.3非晶結構的表征方法139

4.4硫族化合物的非晶結構及快速可逆相變142

4.5壓力誘導的可逆相變156

4.6摻雜元素對相變存儲材料的非晶結構的影響169

4.7非晶Sb2Te3晶化的微觀機理177

第5章材料中的熱輸運問題186

5.1固體熱導率186

5.2釔摻雜碲化銻的電子熱導率和晶格熱導率197

5.3高熱電性能的Sb2Te3納米薄膜203

5.4Bi摻雜對Sb2Te3單層納米薄膜熱電性質的影響210

5.5應變協同調製Sb2Te3納米薄膜的熱電優值224

5.6MXene的熱輸運性質及其調控233

5.7電子聲子散射對晶格熱導率的影響241

先進材料的計算與設計

基本介紹

內容簡介

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