密度泛函理论

第1章 何谓密度泛函理论 1.1 如何使用本书 1.2 DFT运行范例 1.2.1 通过异质催化合成氨 1.2.2 微量杂质引发的金属脆化 1.2.3 模拟行星形成时的材料性质 1.3 薛定谔方程 1.4 密度泛函理论——从波函数到电荷密度 1.5 交换关联泛函 1.6 量子化学的“旅行者” 1.6.1 局域化的和空间扩展的函数 1.6.2 波函数方法（Wave-function-based Methods） 1.6.3 Hatree-Fock方法 1.6.4 Hartree-Fock方法之后（Beyond Hartree-Fock） 1.7 DFT不能做哪些事 1.8 其他领域中的密度泛函理论 1.9 如何使用本书（再谈） 参考文献 扩展阅读第2章 简单固体的DFT计算 2.1 周期性结构、超晶胞和晶格参数 2.2 面心立方材料 2.3 密排六方材料 2.4 晶体结构预测 2.5 相变 练习 扩展阅读 附录 计算细节第3章 DFT计算的基本要素 3.1 倒易空间和k点 3.1.1 平面波和布里渊区 3.1.2 k空间中的积分 3.1.3 在布里渊区中选择k点 3.1.4 金属——k空间的特例 3.1.5 k空间的总结 3.2 截断能（Energy Cutoffs） 3.2.1 赝势 3.3 数值优化 3.3.1 一维空间中的优化 3.3.2 大于一维的优化 3.3.3 关于优化我真正需要知道什么 3.4 DFT总能计算——一个迭代优化问题 3.5 几何优化 3.5.1 内部自由度 3.5.2 具有约束原子的几何优化 3.5.3 优化超晶胞的体积和形状 练习 参考文献 扩展阅读 附录 计算细节第4章 固体表面的DFT计算 4.1 表面的重要性 4.2 周期性边界条件和板块模型 4.3 选定表面计算的k点 4.4 采用Miller指数对表面分类 4.5 表面弛豫 4.6 表面能的计算 4.7 对称和非对称的板块模型 4.8 表面重构 4.9 表面上的吸附质 4.9.1 吸附能的精度 4.1 0表面覆盖效应 练习 参考文献 扩展阅读 附录 计算细节第5章 振动频率的计算 5.1 隔离态分子 5.2 原子集合的振动 5.3 表面上的分子 5.4 零点能 5.5 声子和非定域化振型 练习 参考文献 扩展阅读 附录 计算细节第6章 使用过渡态理论计算化学过程速率 6.1 一维的例子 6.2 多维过渡态理论 6.3 寻找过渡态 6.3.1 弹性带方法 6.3.2 微动弹性带方法 6.3.3 初始化NEB计算 6.4 寻找正确的过渡态 6.5 将单个速率组合为总动力学 6.6 量子效应及其他复杂问题 6.6.1 高温／低能垒 6.6.2 量子隧穿 6.6.3 零点能 练习 参考文献 扩展阅读 附录 计算细节第7章 基于Ab Initio热力学的平衡相图 7.1 体相金属氧化物的稳定性 7.1.1 含有无序化的例子——位形熵 7.2 金属和金属氧化物表面的稳定性 7.3 多元化学势和偶联化学反应 练习 参考文献 扩展阅读 附录 计算细节第8章 电子结构和磁特性 8.1 电子态密度 8.2 局域态密度和原子电荷 8.3 磁性 练习 扩展阅读 附录 计算细节第9章 从头算分子动力学 9.1 经典分子动力学 9.1.1 恒定能量的分子动力学 9.1.2 正则系综的分子动力学 9.1.3 分子动力学的实际应用方面 9.2 从头算分子动力学 9.3 从头算分子动力学的应用 9.3.1 考察结构复杂材料：液体和非晶相 9.3.2 考察复杂能量表面 练习 参考文献 扩展阅读 附录 计算细节第10章 精确度及“标准”计算以外的其他方法 10.1 DFT计算有多精确? 10.2 选择一个泛函 10.3 物理精度的例子 10.3.1 分子体系的基准计算——能量和几何构型 10.3.2 分子体系的基准计算——振动频率 10.3.3 晶体结构和内聚能 10.3.4 吸附能和成键强度 10.4 改善电子关联效应处理方式的DFT+X方法 10.4.1 色散相互作用和DFT+D 10.4.2 自作用误差、强关联电子体系和DFT+U 10.5 线性比例方法的更大尺寸体系和经典力场 10.6 结论 参考文献 扩展阅读

《密度泛函理论》采用大量计算实例，对DFT计算尤其是平面波DFT计算，进行了深入浅出、简明扼要的介绍。《密度泛函理论》不仅介绍了DFT的一些重要概念，更对DFT在隔离态分子、体相固体、表面和界面等方面的实际应用，进行了系统而全面的讲解。使读者在学习DFT计算时，能把主要精力集中在实际问题的建模求解上，尽量避免在深奥难懂的量子力学、固体物理等基本理论中花去太多时间。这是一本关于DFT计算非常好的入门学习教材和实际计算时的参考用书，无论对于DFT的初学者，还是已经能够较为熟练地使用DFT方法的研究者，都可以从这本书中获益良多。