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簡介

第一性原理計算的基本思想是將多個原子構(gòu)成的體系看成是由多個電子和原子核組成的系統(tǒng)，并根據(jù)量子力學(xué)的基本原理對問題進行最大限度的“非經(jīng)驗性”處理。它只需要5個基本常數(shù)(m0，e，h，c，kB)就可以計算出體系的能量和電子結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)。它可以確定已知材料的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)性質(zhì)，并實現(xiàn)原子級別的精準(zhǔn)控制，是現(xiàn)階段解決實驗理論問題和預(yù)測新材料結(jié)構(gòu)性能的有力工具。并且，第一性原理計算不需要開展真實的實驗，極大地節(jié)省了實驗成本，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、物理、生命科學(xué)和材料學(xué)等領(lǐng)域。

適合的研究方向包括：金屬材料、非金屬材料、納米材料、半導(dǎo)體材料、電催化光催化、熱催化、電池、固體、界面、合金、吸附等

可以計算的內(nèi)容包括

晶體幾何性質(zhì)研究

常規(guī)性質(zhì)研究，能帶、費米能級、DOS、電荷密度，差分電荷密度、Bader電荷，功函數(shù)、ELF等

催化相關(guān)計算，HER、ORR、OER等

能量計算，吉布斯自由能、吸附能、摻雜能、形成能等

電池相關(guān)計算，擴散性質(zhì)、遷移能壘、載流子遷移率等

反應(yīng)相關(guān)計算，反應(yīng)路徑、反應(yīng)機理研究、過渡態(tài)搜索、能壘計算等

其他計算，介電常數(shù)、彈性模量、磁導(dǎo)率、聲子譜等

常用軟件：VASP，MS，CP2K，QE等

常見計算內(nèi)容(不限于以下內(nèi)容)

電荷差分

吸附作用

路徑能壘

離子遷移

態(tài)密度

OER