第 1章 從經典物理到第 一性原理1
1.1 量子力學的建立1
1.2 量子力學的基本原理與假設3
1.3 量子力學的解析求解方法4
1.4 量子力學的近似求解方法7
1.4.1 微擾理論7
1.4.2 變分法8
1.4.3 Hartree-Fork自洽場方法10
1.5 量子力學的歷史意義11
1.6 第 一性原理方法與假設12
1.6.1 對第 一性原理方法的理解12
1.6.2 第 一性原理的基本假設13
1.7 第 一性原理的基本方程與求解16
1.7.1 多粒子繫統的Kohn-Sham方程16
1.7.2 第 一性原理的常見分析方法17
1.8 第 一性原理方法的優勢與不足21
1.9 第 一性原理常用軟件23
1.10 本章小結23
參考文獻24
第 2章 含點缺陷鈮酸鋰晶體結構性質的第 一性原理研究26
2.1 鈮酸鋰晶體本征缺陷結構的研究狀態28
2.2 第 一性原理方法研究非化學劑量比鈮酸鋰晶體的缺陷穩定性29
2.2.1 計算的基本設定29
2.2.2 形成能的計算31
2.2.3 化學勢的基本設定31
2.2.4 對鈮酸鋰晶體缺陷穩定性的分析33
2.3 本章小結37
參考文獻38
第3章 Cu摻雜TiO2體繫中缺陷誘導磁性研究41
3.1 引言41
3.1.1 TiO2晶體的結構41
3.1.2 TiO2材料中的缺陷結構42
3.1.3 過渡金屬摻雜TiO2薄膜的磁性能43
3.2 Cu-TiO2晶體中缺陷穩定性與磁性研究45
3.2.1 計算缺陷形成能的基本設置46
3.2.2 計算結果與分析47
3.3 Cu-TiO2-x薄膜中磁性產生機制的研究51
3.4 本章小結55
參考文獻55
第4章 C-TiO2光催化與磁性能的第 一性原理研究58
4.1 C摻雜TiO2的缺陷穩定性與光催化性能研究59
4.1.1 計算方法59
4.1.2 計算結果與討論60
4.2 C摻雜TiO2的磁性能研究62
4.2.1 計算方法63
4.2.2 計算結果與討論63
4.3 本章小結68
參考文獻68
第5章 新型碳同素異形體的設計70
5.1 引言70
5.2 常見碳同素異形體及其性質研究現狀70
5.3 I型碳的結構76
5.4 I型碳的結構穩定性分析78
5.5 I型碳的電子性質計算80
5.6 I型碳的力學性質計算81
5.7 本章小結84
參考文獻85
第6章 P4型碳同素異形體設計與力學性質分析88
6.1 研究方法89
6.2 結果與討論90
6.2.1 P4型碳的晶體結構90
6.2.2 結構穩定性分析91
6.2.3 P4碳的電學性質92
6.3 本章小結93
參考文獻94
第7章 HCP-C3碳及BCT-C4碳力學性質的第 一性原理研究95
7.1 HCP-C3碳結構與力學性質的第 一性原理研究95
7.1.1 計算設置95
7.1.2 HCP-C3碳結構和力學性質計算與分析97
7.2 BCT-C4碳結構與力學性質的第 一性原理研究99
7.2.1 計算設置100
7.2.2 BCT-C4碳晶體結構與性質計算與分析101
7.3 本章小結105
參考文獻105
第8章 金剛石與六方碳力學性質的第 一性原理研究107
8.1 引言107
8.2 金剛石與六方碳簡介107
8.3 金剛石與六方碳結構及力學性質的第 一性原理計算設置108
8.4 金剛石與六方碳結構及力學性質的計算結果109
8.5 本章小結114
參考文獻114
第9章 本征缺陷對晶體硅的強度性質影響規律的第 一性原理研究116
9.1 理想硅晶體的力學性質的第 一性原理計算117
9.1.1 理想硅晶體的晶體結構117
9.1.2 理想硅晶體[100]晶向強度性質118
9.1.3 理想硅晶體 晶向強度性質120
9.1.4 理想硅晶體[111]晶向強度性質122
9.2 空位缺陷對強度性質的影響125
9.2.1 空位缺陷對硅晶體[111]晶向強度的影響125
9.2.2 空位缺陷對 晶向強度的影響128
9.3 間隙粒子對強度性質的影響130
9.3.1 間隙粒子對[111]晶向強度的影響130
9.3.2 間隙粒子對 晶向強度的影響132
9.4 本章小結135
參考文獻136