计算材料学概论

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1、计算机越来越便宜，功能却越来越强大。试验费用趋向于越来越昂贵（时间和金钱）。如果计算机模拟能在某种程度上提供足够的进度，会比真实的试验节省费用。解释实验结果。引言：Wien2K,Gaussian，VASP,MaterialStudio….计算材料学MaterialStudio的特点：采用服务器/客户机模式的软件环境，Microsoft标准用户界面，不需要登录服务器。HttpGatewayFtpXP,2000,2003,Vista,2008第一章MaterialStudio简介Modulepara

2、llel?WindowsLinuxIA32LinuxIA64Moduleparallel?WindowsLinuxIA32LinuxIA64MaterialsVisualizer√ONETEP√√√√AdsorptionLocator√√Polymorph√√AmorphousCell√√√QMERA√√Blends√√QSARandQSARPlus√√CASTEPandNMRCASTEP√√√√Reflex-PatternProcessingandPowderDiffraction√COMPA

3、SS√√√√Reflex-PowderIndexing√√√CCDC√√Reflex-PowderRefinement√√Conformers√√ReflexPlus√√√Discover√√√√ReflexQPA√√DMol3√√√√Sorption√√DPD√√√Synthia√Equilibria√√√VAMP√√√Forcite√√X-Cell√√√Gaussian√√√√Mesotek√√√GULP√√√√Morphology√√MesoDyn√√√√Materialsmodeling

4、andsimulationhelpstounderstandandcontrolmaterialsstructure,properties,andprocesses.Thesephenomenaaredeterminedacrossarangeoflengthandtimescales,eachrequiringspecialistmodelingtechnologies.能够容易地创建并研究分子模型或材料结构，使用极好的制图能力来显示结果。与其它标准PC软件整合的工具使得容易共享这些数据Or

5、igin,Matlab…。采用材料模拟中领先的十分有效并广泛应用的模拟方法（LDA,GGA）。可模拟的内容：催化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性等。主要模块：Visualizer建模模块AmorphousCellBlendsCASTEPConformersDMol3DPDDiscoverEquilibriaForciteGULPMesoDynMorphologyOnetepPolymorphQMERAReflexSynthiaVAMPGaussian计算和分析模块Visuali

6、zer:图形化计算模型的构建模块晶胞，分子，晶体表面，纳米结构，聚合物构建计算的模型锐钛矿TiO2TiO2(111)Pt(110)-CO(2x1)碳纳米管TiO2纳米棒AmorphousCell：用于对无定形材料的性质研究应用实例：InvestigationofNewPolymerElectrolytesTaskistoidentifyandratenewpolymerstructuresusingmoleculardynamicssimulationstoestimatetherateofd

7、iffusionoflithiumcationsthroughapolymermatrix。J.ElectrochemSoc.,142,(1995)1859CASTEP模块CambridgeSerialTotalEnergyPackage)先进的量子力学程序，广泛应用于陶瓷、半导体以及金属等多种材料。可研究：晶体材料的性质（半导体、陶瓷、金属、分子筛等）、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构（能带及态密度、声子谱）、晶体的光学性质、点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、扩展缺陷（晶粒间界、位

8、错）、成分无序等。可显示体系的三维电荷密度及波函数、模拟STM图像、计算电荷差分密度。MS4.0版本起可计算固体材料的红外光谱和磁性体系。ComputeEllinghamdiagrams,plotsofthestandardfreeenergyofreaction(DG°)vstemperature.实例1.AbinitioThermodynamicsofOxidePhaseStability,RuO2很稳定，而RhO2Rh2O3at750oCComp.Mat.Sci.33,83(2005).