性原理计算及其应用.ppt

第一性原理计算方法及其应用 报告人 1波粒二象性2薛定谔方程3多体问题4Hartree方程5密度泛函理论 DFT 6第一性原理计算举例7NeverEnd 1 波粒二象性 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 2 波粒二象性 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 2 波粒二象性 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 2 波粒二象性 LouisdeBroglie 1924 M Bron 1926 LouisdeBroglie 1924 LouisdeBroglie 1924 2 薛定谔方程 Schr dinger 1926 3 薛定谔方程 Schr dinger 1926 Heisenberg 1926 3 薛定谔方程 Schr dinger 1926 Heisenberg 1926 Dirac 1928 3 多原子体系的薛定谔方程 4 多原子体系的薛定谔方程 4 多原子体系的薛定谔方程 4 多体问题的复杂性 5 Hartree方程 Hartree 1928 6 Hartree方程 Hartree 1928 6 Hartree方程 Hartree 1928 6 Hartree方程 Hartree 1928 6 Hartree方程 Hartree 1928 6 Hartree方程 Hartree 1928 6 Hartree方程 Hartree 1928 6 密度泛函理论 DFT WalterKohnetal Offeredaimportantmethodofcalculationin1964 粒子数密度函数是决定系统基态物理性质的基本参量 以基态密度为变量 将体系能量最小化之后就得到了基态能量 Hohenberg Kohn定理 7 1998NobelPrizeinChemistrytoWalterKohn 8 Kohn Sham方程 9 Kohn Sham方程 9 Kohn Sham方程 9 Kohn Sham方程 9 Kohn Sham方程 Externalpotentialactingonelectrons 9 Kohn Sham方程中对势函数的处理 10 Kohn Sham方程中对势函数的处理 赝势近似 10 Kohn Sham方程中对势函数的处理 赝势近似 10 Kohn Sham方程中对势函数的处理 赝势近似 10 Kohn Sham方程中对势函数的处理 赝势近似 LDA 10 Kohn Sham方程中对势函数的处理 赝势近似 10 解Kohn Sham方程的流程图 nin r n r nat r 求解 Vxc Veff 求解Kohn Sham方程得到 i 由 i构造nout r 比较nin与nout r 计算总能Etot No Yes nin与nout混合 原子计算 精度控制 No Yes 输出结果 Etot i n r Vxc Veff En k N E 11 从原理上可以获得任意精度 第一性原理计算实例 12 第一性原理计算实例 12 Rakitin A C Papadopoulos etal 2003 Carbonnanotubeself doping Calculationoftheholecarrierconcentration PhysicalReviewB67 3 4 13 第一性原理计算实例 Egap V ZolyomiandJ Kurti PhysicalReviewB70 085403 2004 14 NeverEnd 15 NeverEnd spin ExternalField ExcitedStates Temperature Time dependent Transport 15 参考文献 1 KohanoffJ2006ElectronicStructureCalculationsforSolidsandMolecules Cambridge CambridgeUniversityPress 2 MartinRM2004ElectronicStructure Cambridge CambridgeUniversityPress 3 OuyangM HuangJL CheungCLandLieberCM2001Science292702 4 ZolyomiVa