第一性原理 vasp 技術(shù)應(yīng)用的案例
北京軟研國際信息技術(shù)研究院推出“LAMMPS分子動力學技術(shù)與應(yīng)用”和“VASP第一性原理計算方法及應(yīng)
北京軟研國際信息技術(shù)研究院推出“LAMMPS分子動力學技術(shù)與應(yīng)用”和“VASP第一性原理計算方法及應(yīng)用”專題交流研討會議。如何利用LAMMPS模擬分子擴散、輸運及兩相的相互作用，對計算和實驗的補充進行預測指導；如何運用VASP基本原理及計算進行材料性能測試和新材料研究
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VASP 第一性原理計算方法與應(yīng)用
展開 關(guān)于舉辦“LAMMPS分子動力學技術(shù)與應(yīng)用與第一性原理計算方法及應(yīng)用”線上+線下實戰(zhàn)培訓的通知
七、聯(lián)系方式：
咨詢電話：18618288284 聯(lián) 系 人: 唐老師
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關(guān)于舉辦“第一性原理計算方法及應(yīng)用”線上+線下實戰(zhàn)培訓的通知
各有關(guān)單位：
材料基因工程是近年來國際材料領(lǐng)域興起的顛覆性前沿技術(shù)，隨著國內(nèi)計算機技術(shù)的快速發(fā)展，多尺度材料模擬計算成為材料研究中不可或缺的一部分。計算材料學主要致力于建立可預測或可描述的模型，以幫助研究材料的內(nèi)在機理并減少新材料開發(fā)的時間和成本。VASP是目前材料微觀反應(yīng)機理和計算材料電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)科學研究中最流行的一款軟件，它可以處理金屬及其氧化物、半導體、晶體、摻雜體系、納米材料、分子、團簇、表面體系和界面體系等。
為全力做好教育系統(tǒng)新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作，確保廣大師生的身體健康和生命安全，根據(jù)中央有關(guān)精神以及教育部《關(guān)于2020年春季學期延期開學的通知》，各級教育主管部門也紛紛提出將通過開展網(wǎng)絡(luò)教學，確保“停課不停教、不停學”。應(yīng)廣大技術(shù)工作者要求，北京軟研國際信息技術(shù)研究院特舉辦“第一性原理計算方法及應(yīng)用”線上+線下實戰(zhàn)培訓班，本次培訓由互動派（北京）教育科技有限公司具體承辦，具體相關(guān)事宜通知如下：
一、培訓目標：
1、本次課程共計5天，采用“3+2”教學體系，2天在線教學及3天線下實訓；內(nèi)容從基礎(chǔ)到實戰(zhàn)共分為四個模塊：一是VASP基本原理及計算準備；二是參數(shù)相關(guān)設(shè)置技巧及參數(shù)收斂性測試；三是材料計算實戰(zhàn)應(yīng)用專題；四是關(guān)于催化反應(yīng)計算實戰(zhàn)應(yīng)用專題。
展開 第一性原理在材料科學上的應(yīng)用進展
第一性原理其實是古希臘哲學家亞里士多德提出的一個哲學術(shù)語：每個系統(tǒng)中存在一個最基本的命題，它不能被違背或刪除。
圖1 亞里士多德
在材料科學領(lǐng)域中，第一性原理是指根據(jù)原子核和電子相互作用的原理及其基本運動規(guī)律，運用量子力學，從具體要求出發(fā)，經(jīng)過一系列近似處理后直接求解Schrodinger波動方程得到電子結(jié)構(gòu)，從而精確地獲得體系的物理和化學性質(zhì)，預測微觀體系的狀態(tài)和性質(zhì)。但求解過程非常困難，為此，Born-Oppenheimer提出了絕熱近似，即將整個問題分為電子和核的運動來考慮，考慮電子運動時原子核處于瞬時位置，而考慮原子核的運動時則不考慮電子在空間的具體分布。對于N個電子的系統(tǒng)，其求解仍然非常困難，因此提出了單電子近似，即只考慮一個電子，而把其他電子對它的作用近似地處理成某種形式的勢場，這樣就轉(zhuǎn)化為單電子問題，即平均場近似[1,2]。
第一性原理就是在絕熱近似和單電子近似的基礎(chǔ)上，通過自洽計算來求解描述微觀粒子的運動規(guī)律的薛定諤方程。哈特里-福克（Hartree-Fock）近似是平均場近似的一種，它忽略了電子之間的相互作用，把電子視為在離子勢場和其他電子的平均勢場中的運動，這種近似使計算精度受到一定的限制。1964年，Hohenberg和Kohn提出了密度泛函理論，這一理論巧妙地將電子之間的交換關(guān)聯(lián)勢表示為密度泛函的形式，從而使得材料的性質(zhì)可以由電子密度求出。此后，Kohn和Sham（沈呂九）得到了密度泛函理論中的單電子方程，即Kohn-Sham（KS）方程，使得密度泛函理論得以實際應(yīng)用[3,4]。
展開 【11月29日-12月2日 北京】 關(guān)于“第一性原理計算方法及應(yīng)用”專題培訓班
詳情鏈接：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html 或者直接聯(lián)系QQ 85329991
關(guān)于“第一性原理計算方法及應(yīng)用”專題培訓班
培訓背景
在國家提出“材料基因工程”項目大背景下，采用多尺度材料模擬計算在探索物質(zhì)世界微觀機理，預測新材料和新性能，模擬極端環(huán)境下材料性能等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。同時，計算模擬也逐漸成為實驗科學中解釋實驗現(xiàn)象，洞悉材料微觀作用原理的利器。VASP是目前研究催化反應(yīng)機理和計算材料電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)科學研究中最流行的商用軟件，它可以處理周期性邊界條件下原子、分子、團簇、納米線(或管)、薄膜、晶體、準晶和無定性材料，以及表面體系和固體。總的來說，VASP能夠廣泛地處理從零維到三維的體系，涉及到能源存儲與轉(zhuǎn)化、催化反應(yīng)機理、電子功能器件和極端物理等應(yīng)用領(lǐng)域。
培訓目標
1、采用理論和上機演示相結(jié)合的教學形式，內(nèi)容分為四個專題：一是VASP基本原理及計算準備；二是參數(shù)相關(guān)設(shè)置技巧及參數(shù)收斂性測試；三是關(guān)于材料電子結(jié)構(gòu)計算方面的計算培訓專題；四是關(guān)于催化反應(yīng)微觀機理的培訓專題。分別為模擬入門、進階提升的同學所準備；有助于學員進行新材料研究、材料性能預測、先進材料應(yīng)用以及工業(yè)化生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)。
2、通過課堂上跟老師和同行的面對面交流快速有效的解決您的疑問，節(jié)約您的寶貴時間，提高科研效率。參加一次培訓，后期可以免費再參加一次。
展開 
第一性原理、量子化學計算
1，（8月13日-8月16日） LAMMPS動力學實戰(zhàn)班
2，（8月21日-8月24日）第一性原理與vasp實戰(zhàn)班
3，（8月27日-8月30日）量子化學Gaussian理論實踐
4，（9月17日-9月20日）材料模擬實戰(zhàn)課程安排
【主講內(nèi)容】
一、Lammps基礎(chǔ)與原理
二，Lammps大量實例練習賞析（已發(fā)表文章）
三、LAMMPS高級研修及案例操作
一、密度泛函理論基礎(chǔ) 二、催化基礎(chǔ)
三、MS構(gòu)建表面模型 四、Linux操作命令
五、VASP輸入輸出文件
六、表面吸附 七、過渡態(tài)搜索
八、后處理 九、微動力學模擬
十、光催化入門
十一、光催化計算示例
十二、電催化入門
一、計算化學理論及程序入門操作
二、Gaussian基礎(chǔ)操作及實際計算過程
三、Gaussian進階操作及實際計算過程
四、Gaussian計算實踐專題與應(yīng)用
【咨詢電話】報名聯(lián)系方式：
劉娜(老師)
手機： 13311241619
展開 分子動力學及第一性原理計算
“LAMMPS分子動力學模擬技術(shù)與應(yīng)用”
2019年03月14日-17日 北京
“第一性原理計算方法及應(yīng)用”
2019年03月14日-17日 北京
“單晶結(jié)構(gòu)解析及可視化分析與應(yīng)用”
2019年03月28日-31日 北京
此通知長期有效，最新信息可關(guān)注官方網(wǎng)站srit.ac.cn或者www.hdpaii.com
關(guān)于第一性原理在材料理論計算方面的作用
第一原理計算軟件開展的工作，分析結(jié)果主要是從以下三個方面進行定性/定量的討論： 1、電荷密度圖（charge density）； 2、能帶結(jié)構(gòu)（Energy Band Structure）； 3、態(tài)密度（Density of States，簡稱DOS）。
電荷密度圖是以圖的形式出現(xiàn)在文章中，非常直觀，因此對于一般的入門級研究人員來講不會有任何的疑問。唯一需要注意的就是這種分析的種種衍生形式，比如差分電荷密圖（def-ormation charge density）和二次差分圖（difference charge density）等等，加自旋極化的工作還可能有自旋極化電荷密度圖（spin-polarized charge density）。
所謂“差分”是指原子組成體系（團簇）之后電荷的重新分布，“二次”是指同一個體系化學成分或者幾何構(gòu)型改變之后電荷的重新分布，因此通過這種差分圖可以很直觀地看出體系中個原子的成鍵情況。通過電荷聚集（accumulation）/損失（depletion）的具體空間分布，看成鍵的極性強弱；通過某格點附近的電荷分布形狀判斷成鍵的軌道（這個主要是對d軌道的分析）。
分析總電荷密度圖的方法類似，不過相對而言，這種圖所攜帶的信息量較小。能帶結(jié)構(gòu)分析現(xiàn)在在各個領(lǐng)域的第一原理計算工作中用得非常普遍了。但是因為能帶這個概念本身的抽象性，對于能帶的分析是讓初學者最感頭痛的地方。關(guān)于能帶理論本身，我在這篇文章中不想涉及（有興趣的讀者可以參考黃昆先生的固體物理），這里只考慮已得到的能帶，如何能從里面看出有用的信息。首先當然可以看出這個體系是金屬、半導體還是絕緣體。判斷的標準是看費米能級和導帶（也即在高對稱點附近近似成開口向上的拋物線形狀的能帶）是否相交，若相交，則為金屬，否則為半導體或者絕緣體。
展開 第一性原理、量子化學、材料模擬。軟件實戰(zhàn)
第一性原理、量子化學、材料模擬。軟件實戰(zhàn)
基于Material Studio軟件使用第一性原理預測AlAs的晶格參數(shù)
模塊：Materials Visualizer、CASTEP
時間：
先決條件：
背景：
最近，密度泛函理論方法(DFT)應(yīng)用于大周期系統(tǒng)研究方面的進展在解決材料設(shè)計和加工中的問題上變得非常重要。該理論允許對實驗數(shù)據(jù)進行解釋，測定材料的潛在性質(zhì)，從未知晶體的結(jié)構(gòu)屬性到結(jié)合能和表面分子的活性等等。這些工具可以被用來指導和引導新材料的設(shè)計，允許研究者了解潛在的化學和物理過程。
介紹：
本教程演示了在Materials Studio 中，CASTEP 是如何使用量子力學方法來測定材料的晶體結(jié)構(gòu)的，你將學會如何構(gòu)建晶體結(jié)構(gòu)并設(shè)置一個CASTEP幾何優(yōu)化運算，然后分析計算結(jié)果。
注意：本教程的完成需要運行CASTEP幾何優(yōu)化，信賴于計算服務(wù)器的配置，本計算可能需要花費相當長的時間。
1. 構(gòu)建AlAs晶體結(jié)構(gòu)
為了構(gòu)建晶體結(jié)構(gòu)，需要了解空間群、晶格參數(shù)和所要建立的晶體的內(nèi)坐標等知識。對AlAs 來說，空間群是F-43m，或者空間群代號為216。晶格中有兩個原子，Al 和As 的分數(shù)坐標分別為(0，0，0)和(0.25，0.25，0.25)，晶格參數(shù)為5.6622 ?。
第一步是建立晶格。
在Project Explorer中，右擊根目錄并選擇New | 3D Atomistic Document。在Project Explorer中右擊該文件，將文件重新命名為AlAs.xsd。
從菜單欄上選擇Build | Crystals | Build Crystal。
顯示Build Crystal 對話框，如圖5－1。
點擊Enter group輸入216，按下TAB鍵。
Space group information欄被F-43m空間群的信息所更新。
選擇Lattice Parameters選項卡，將a的值從10.00 改變5.6622。
展開 Sci.經(jīng)典綜述：第一性原理計算材料設(shè)計用于鋰離子電池中的儲能材料
【小結(jié)】
本文介紹了第一性原理計算如何加速搜尋可用于鋰電池的儲能電極材料。必須開發(fā)具有高能量、高功率、良好安全性和更長的循環(huán)壽命的新型電極材料，用以滿足日益增長的儲能需求，尤其是在運輸過程中的應(yīng)用。盡管第一性原理計算已經(jīng)成為了設(shè)計新電極材料用于鋰離子電池中的一種不可或缺的工具，然而更重要的是，需清醒地認識到仍有很多關(guān)于第一性原理計算的挑戰(zhàn)丞待解決。
文獻連接：First principles computational materials design for energy storage materials in lithium ion batteries（Energy Environ. Sci., 2009, DOI: 10.1039/B901825E）
展開 ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用專題：模擬 AR 系統(tǒng)中的全息光波導：第一部分
將此設(shè)置應(yīng)用到表面 2 到像平面之間的所有表面。
為了模擬光在波導中的傳播，我們在全息圖表面之后再添加5個表面。前4個表面模擬波導的側(cè)邊，光在那里發(fā)生全反射 (TIR) 并從最后一個表面離開波導材料。
接下來，我們可以使用主光線求解使每個鏡面的中心都位于主光線上。主光線求解只適用于坐標間斷面，所以我們需要在每個表面之前添加坐標間斷。為偏心x或y參數(shù)設(shè)置求解時，主光線求解會自動設(shè)置數(shù)值，使得在指定波長（波長0表示主波長）所選視場的真實主光線，位于坐標間斷之后表面的中央。如下圖所示，插入6個坐標間斷面，并在每個斷點的“ Y-偏心 (Decenter Y) ”參數(shù)上放置一個主光線求解。
準備優(yōu)化
至此，初步設(shè)計已基本完成，我們將開始優(yōu)化系統(tǒng)。首先，使用優(yōu)化向?qū)гO(shè)置RMS光斑大小作為像質(zhì)標準。然后將構(gòu)造Z2設(shè)置為變量，這樣我們可以快速修改全息圖的光角度。
第一次優(yōu)化的結(jié)果顯示了在像面上實現(xiàn)最小的RMS光斑半徑時所需的全息圖光焦度最佳結(jié)果。有了初始設(shè)計之后，我們將對這個系統(tǒng)進行一系列優(yōu)化，包括擴大FOV、增加入瞳的直徑（相當于增加眼動范圍）、使波導更薄等。
Ansys Zemax國內(nèi)可靠代理商
光研科技南京有限公司是國內(nèi)可靠的光學軟件和儀器光電供應(yīng)商，提供企業(yè)定制化上門培訓服務(wù)，承接各類光學設(shè)計項目，并有一系列自主編寫出版的光學設(shè)計書籍。公司擁有一支高素質(zhì)、高水平、實戰(zhàn)經(jīng)驗豐富的管理，銷售以及研發(fā)團隊，從成立到現(xiàn)在已經(jīng)為廣大企業(yè)，研究所以及高校提供了很多優(yōu)秀的產(chǎn)品和服務(wù)，是光電圈內(nèi)值得信賴的企業(yè)。追光逐夢，研以致用！以用戶的需求為起點，為客戶提供有價值的光學產(chǎn)品和服務(wù)一直都是光研科技南京有限公司的宗旨。
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