本书主要介绍了分子动力学、第一性原理和晶体场等相关理论及其在锂离子电池正极材料、光催化材料、光学材料模拟与计算方面的应用，在原子及电子层次上揭示了材料结构与性能的本质，为掺杂材料的合成与设计以及离子掺杂理论的探索提供可资借鉴的重要理论、方法和技术手段。
本书适合于材料设计与计算、凝聚态物理学、计算机科学以及资源环境科学等领域的科研人员、技术人员阅读，也可供大专院校相关专业师生参考。
样章试读
目录
- 前言
第一章 绪论
1.1 掺杂锂离子电池正极材料
1.1.1 掺杂LiFePO_4材料
1.1.2 掺杂LiCoO_2材料
1.1.3 掺杂LiMn_2O_4材料
1.1.4 掺杂LiNiO_2材料
1.2 掺杂TiO_2光催化材料
1.2.1 金属离子掺杂
1.2.2 稀土离子掺杂
1.2.3 多金属掺杂
1.2.4 薄膜掺杂
1.3 锂离子电池正极材料计算与模拟
1.4 掺杂TiO_2计算与模拟
1.5 掺杂光学材料计算
参考文献
第二章 掺杂磷酸铁锂电子结构计算
2.1 第一性原理简介
2.1.1 分子体系定态Schrödinger方程
2.1.2 分子轨道法
2.1.3 密度泛函理论
2.2 计算软件及方法简介
2.2.1 交换-相关函数测试
2.2.2 赝势测试
2.3 LiFePO_4电子结构的第一性原理计算
2.3.1 理想LiFePO_4的电子结构——能带结构和态密度分析
2.3.2 金属离子掺杂对LiFePO_4电子结构的影响
2.3.3 掺杂量对电子结构的影响
2.3.4 空位型缺陷对LiFePO_4电子结构的影响
2.4 碳包覆LiFePO_4的第一性原理计算
2.4.1 计算方法
2.4.2 切面位置的影响
2.4.3 LiFePO_4(010)表面结构弛豫
2.4.4 C吸附LiFePO_4(010)表面
参考文献
第三章 磷酸铁锂离子扩散分子动力学模拟
3.1 分子动力学模拟方法及计算模型
3.1.1 分子动力学模拟理论
3.1.2 势能函数
3.1.3 系综、配分函数
3.1.4 势函数参数
3.1.5 运行和统计
3.2 LiFePO_4材料分子动力学模拟方法及参数的选择
3.2.1 模拟方法
3.2.2 离子间互作用势的确定
3.2.3 势参数的合理性验证
3.3 LiFePO_4材料离子扩散动力学的分子动力学模拟
3.3.1 模拟过程体系状态
3.3.2 微观结构
3.3.3 熔点的推测
3.3.4 离子扩散动力学
3.3.5 锂离子扩散通道
3.3.6 温度对扩散系数影响
3.3.7 晶体生长方向对扩散的影响
参考文献
第四章 掺杂二氧化钛光催化材料结构与性质的计算模拟
4.1 计算模型与方法
4.1.1 计算模型
4.1.2 计算方法
4.2 第一过渡元素
4.2.1 杂质替换能和二氧化钛晶格常数
4.2.2 理想锐钛矿型TiO_2能带结构
4.2.3 掺杂原子对TiO_2的能带和态密度的影响
4.2.4 杂质能级
4.3 其他过渡元素(Ag、W)掺杂TiO_2
4.3.1 几何结构分析
4.3.2 能带结构和态密度
4.3.3 杂质能级
4.4 稀土元素La
4.5 其他金属(Al、Pb)
4.6 杂质对二氧化钛光学性质的影响
4.6.1 杂质对二氧化钛介电函数的影响
4.6.2 杂质对二氧化钛吸收谱的影响
4.7 掺银TiO_2(101)表面吸附甲醛的电子结构
4.7.1 模型与计算方法
4.7.2 锐钛矿型TiO_2(101)表面掺银的模型优化
4.7.3 能带结构与态密度
4.7.4 Mulliken电荷布居分析
4.7.5 甲醛在Ag/TiO_2(101)表面的吸附
4.7.6 甲醛光催化机理探讨
参考文献
第五章 掺杂FeS_2光学性质与电子结构计算
5.1 计算模型与方法
5.2 掺杂对FeS_2光学性质与电子结构的影响
5.2.1 杂质对晶格常数的影响
5.2.2 杂质对FeS_2电子结构的影响
5.2.3 杂质对FeS_2光学性质的影响
5.3 小结
参考文献
第六章 掺杂ZnS半导体性质与电子结构计算
6.1 计算模型与方法
6.1.1 计算方法
6.1.2 计算模型
6.2 掺杂对ZnS半导体性质与电子结构的影响
6.2.1 ZnS晶格常数与杂质替换能
6.2.2 ZnS半导体的禁带宽度与能带结构
6.2.3 杂质能级
6.3 小结
参考文献
第七章 晶体场理论基础与计算方法
7.1 晶体场理论基本假设
7.2 晶场参量
7.2.1 晶场势
7.2.2 晶场参量
7.2.3 晶场参量模型
7.2.4 立方晶场参量与低对称晶场参量
7.2.5 不同晶场符号之间的关系
7.3 光谱精细结构
7.4 自旋哈密顿参量
7.4.1 基态零场分裂和g因子计算公式
7.4.2 激发态零场分裂和g因子计算公式
7.5 晶体场理论计算方法
7.5.1 微扰方法
7.5.2 完全对角化方法
7.5.3 近似解析法
参考文献
第八章 尖晶石结构掺杂材料自旋哈密顿参量计算
8.1 激发态对基态自旋哈密顿参量的影响
8.1.1 三角对称晶场中d^3离子激发态对基态零场分裂和g因子的影响
8.1.2 四角对称晶场中d^3离子激发态对基态零场分裂和g因子的影响
8.1.3 三角对称晶场中d^2离子激发态对基态零场分裂和g因子的影响
8.1.4 三角对称晶场中d^8离子激发态对基态零场分裂和g因子的影响
8.2 三角对称下d^3离子低激发态零场分裂性质
8.2.1 计算公式
8.2.2 计算结果
8.3 四角对称下d^3离子低激发态零场分裂性质
8.3.1 计算公式
8.3.2 四角对称下^4T_1a态零场分裂性质及微扰公式有效性分析
8.3.3 四角对称下^4T_2态零场分裂性质及微扰公式收敛性分析
8.4 三角对称下d^3离子低激发态g因子性质
8.4.1 计算公式
8.4.2 Al_2O_3:Mn^4+晶体和Al_2O_3:Cr^3+晶体^2E态g因子性质
8.4.3 尖晶石结构晶体中Cr^3+离子^2E态g因子
参考文献
第九章 掺杂激光基质晶体材料晶格缺陷与局域结构
9.1 Al_2O_3:V^3+晶体局域结构
9.1.1 计算公式
9.1.2 Al_2O_3:V^3+晶体局域结构模型
9.1.3 Al_2O_3:V^3+晶体局域结构计算
9.2 Al_2O_3:Cu^3+晶体局域结构
9.2.1 Al_2O_3:Cu^3+体系的局域结构模型与SH参量
9.2.2 Al_2O_3:Cu^3+体系的局域结构计算
9.3 LiNbO_3:Ni^2+晶体局域结构
9.4 CsMgX_3(X=Cl、Br、I)系列晶体中V^2+离子局域结构
参考文献
京公网安备 11010102004214号