1、它有三个等级，分别是。这三个等级对应着不同的点。比如在做结构优化任务时般精度都要选择等级。第三种是可以给定点的间隔，这样也就定下了在布里渊区中点的设置。第四种是直接给定沿着超原胞倒格矢空间三个基矢的点取值，如在图中显示的。结构优化任务的设置结构优化是计算中经常要进行的计算任务，特别是想要计算所关注体系的各种性质的时候，必须首先进行结构优化的计算，在得到结构优化结果文件以后，才能进行性质的计算。所以，正确的设置结构优化的参数是非常重要的。在软件中，有四个参数来控制结构优化的收敛参数，它们如表所示表第个是能量的收敛精度，单位为，是体系中每个原子的能量值第二个是作用在每个原子上的最大力收敛精度，单位为第三个是最大应变收敛精度，单位为第四个是最大位移收敛精度，单位为。这些收敛精度指的是两次迭。
2、许能带计算中的交换关联函数与自洽计算中的不同，所以在中设置了交换关联函数的选取项。能带中能量的收敛精度在进行设置。如图中显示的是我们计算能带的设置，空带的数目为条，点取了,交换关联函数与自洽计算中的相同，带的能量收敛值为。态密度的设置与能带类似，它在选项下有部分态密度的选择项,其点的设置和在电子选项中介绍的完全相同，并且也可以进行与自洽计算中的不同的交换关联函数，如图所示。图计算结果的分析在软件中，计算结果从计算服务器上返回以后，在界面中就可以进行分析三模拟过程与结果模型建立点击导出库中,如图图为了减少计算时间,点击图几何优化。图点击，得到优化结构如图图比较原来建模时的晶格常数如图图比较可知，晶格常数由原来的优化为。计算热学性质计算设置其中交换关联能选择图电子选项设置设置为，截断能为。
3、式当分子轨道是正交时，即电荷密度可表示为由总能的表达式和电荷密度的表达式，动能项原子单位可表示为库仑相互作用项为方程中表示原子核的带电量，表示电子与核的吸引作用,表示电子与电子的排斥作用，表示核与核的排斥作用。总能表达式的最后项交换关联能需要作些近似，比如局域自旋密度近似，广义梯度近似等。这样，总能的表达式可写成利用分子轨道的正交归性，基态的能量由上式对密度的变分得到化简上式，得到方程式子中是与交换关联能对应的交换关联势。事实上，分子轨道可以通过原子前可以选取几个截断能来试验，哪个更合适，在保证计算精度的前提下选择尽可能低的截断能。因此，截断能是计算中最重要的参数之。设置截断能的最简单方式是在中的图截断能的设置选项中选择,然后在对话框中选择,在中填入欲设置的值图。在计算超细纳米碳管的。
4、代求解之间的差，只有当次计算的值与上次计算的值相比小于设置的值时，计算才停止。设置的方法是在中选择选项，再在选项中选择。在选项中可以进行收敛精度的设置图。如下图，我们设置的四个方面的精度分别为,如图所示。图计算体系性质的设置在中可以计算体系的性质，如能带结构态密度聚居数分析声子色散关系声子太密度光学性质应力等。在这里我们介绍下如何进行能带和态密度的计算设置。在计算这两项性质之前，必需先进行自洽计算得到基态能量，而结构优化能够做到这点，这就是之所以要在计算能带和态密度之前对体系进行结构优化的原因。图设置能带计算时如图所示。在中选择选项,然后选中,在中设置好假设的体系导带中取的空带的数目。同时在项里选择计算能带时点的设置，它也分为三种。点开,即可看见详细的沿各高对称路径的点设置。版本中还。
5、动能泛函可用已知的无相互作用电子系统的动能泛函来代替假定密度函数用个单电子波函数构成，于是有则对能量泛函进行变分得到式和就是方程。这个方程的核心就是有相互作用动能泛函能否用未知的无相互作用的动能泛函来代替。而将所有复杂问题都归入中，所以求解方程的关键是找到准确的，这样密度泛函理论精确求解量子多体问题的中心是构造交换关联泛函。交换关联能近似根据密度泛函理论，能将多电子的基态特性问题转化成等效的单电子问题，而其它所有复杂问题都归结到交换关联能泛函，但是交换关联泛函是未知的。因此得到可靠并准确的交换关联，成为求解方程的关键。和提出了交换关联泛函局域密度近似其基本思想是在局域密度近似中，利用均匀电子气密度函数来获得非均匀电子气密度泛函。对变化平缓的密度函数，非均匀交换关联能密度用均。
6、锗的热学性能第性原理研究起止日期年月日至年月日学生姓名刘进萍班级学号成绩指导教师签字理学院部年月日锗的热学性能第性原理研究背景近年来，随着材料物理计算机和数学等学科的发展，应用计算的方法研究材料的结构能量和性能已成为门迅速发展的新兴学科计算材料学。这种方法不仅能进行材料的计算模拟，而且能进行材料的计算机设计和相关性能的预测。随着计算机技术的飞速发展，第性原理计算的方法在材料的结构和性能等方面的研究已取得了巨大的成功，第性原理的方法是基于量子力学理论，从电子运动的层次研究材料的结构和相关性能。目前，软件的主要功能是对半导体非线性光学材料金属氧化物玻璃陶瓷等固体材料，对电子工业航空航天以及石化化工等工业领域有着非常重要的战略意义。对这些材料而言，其电子的结构与性质，以及表面和界面的性质与。
7、度的近似交换关联泛函，如和等。和相比在能量精确度和开放体系方面更有优势。赝势法在晶体的近自由电子能带计算中，计算量大而且收敛速度慢。对于固体而言，价电子的化学性质活泼，对于结构和性质的影响较大，而内层电子的能带较窄，较稳定，而且相邻原子的作用对内层电子的状态影响较小。因此，人们关注的是价电子，将原子核和内层电子近似看出粒子实。对于固体中的价电子波函数而言，在离子实的内部区域，变化剧烈，存在若干个节点而在离子实之间的区域，变化平缓。离子实内部的这特点要求价电子波函数与内层电子波函数正交，而价电子与内层电子波函数正交起了种排斥势的作用，在很大程度抵消了离子实内部的吸引作用。据此，离子实内部的势函数用假想势代替，在离子实之间的区域波函数和电子的能量本征值保持不变的条件下求解固体单电子波函数。
8、萍专业班级应用物理班学号题目锗的热力学性能第性原理研究成绩起止日期年月日年月日目录清单序号材料名称资料数量备注课程设计任务书课程设计说明书课程设计图张湖南工业大学课程设计任务书学年第学期理学院学院系部应用物理学专业班级课程名称计算材料学设计题目锗的热力学性能第性原理研究二完成期限自年月日至年月日共周内容及任务基本理论，使用方法晶体模型的建立与几何优化，相关性质的计算。计算热学性质结果分析报告写作与修改进度安排起止日期工作内容熟悉理论，软件安装，认识界面，熟悉基本操作建立模型，进行结构优化，计算物理性质计算的物理性质，力学性质计算的热学性质写出课程设计的总结实验报告，修改成文主要参考资料,谢希德,陆栋固体能带理论上海复旦大学出版指导教师签字年月日系教研室主任签字年月日计算材料设计说明书。
9、匀电子气代替，则可表示为相应的局域交换关联势可以表示为局域密度近似虽然在大多数的材料计算中显示出巨大的成功，但是由于点处的交换关联作用仅依赖于点处的近邻和近邻的电荷密度，因此，对于与均匀电子气或空间变化缓慢的电子气相差太远的体统，不适用。因此，人们对局域密度近似应用多种方法进行修正，应用较广的是广义梯度近似，其泛函与局域密度和密度梯度都有关，因此能更好的描述真实体系的电子密度的不匀性，其交换关联能密度泛函可表示为目前，在交换关联泛函的构建上有两个方向，个是为首的，这类泛函包含若干个实验参数，这些参数通过计算和实验数据来获得，这种形式的好坏由实践的工作所决定的。另个是的，这类泛函以物理规律为基础，不包含实验参数。随着研究的不断深入，不仅出现了非局域的相互作用交换关联泛函，还有密度高阶。
10、计算中我们首先尝试了和的截断能，结果显示，两者计算的总能差别不到,差别非常小，于是我们采用进行计算。点设置布里渊区的设置布里渊区的设置是通过点的设置来反映的。在点的设置中，使用的是按表格在倒格矢空间的划分。图点的设置适当的选择点对于达成精确度与效率的平衡是很重要的。预设点是在给绝缘体的到给金属的之间，这是因为金属系统需要更好的取样。如此通常就能产生足够的点数。例如传统硅晶胞所需的，应该检查增加个，直到建议出来的奇数值参数能更为有利。我们必须推荐用点取样的增加来减低有限基底集的修正并促使在个固定能量下晶体松弛更加精确。设置的方法是在中的选项中选择,然后在对话框中选择。在的选项中又有几种方式。第种是只取点，这对于计算体系具有较大的原子数目并且对称性低的情况下可以考虑。第二种是按精度来选择。
11、方程，假想的势叫赝势，用赝势求出的波函数叫赝势波函数。对于多原子固体而言，根据波函数的不同特征坐标空间被分成以内的原子核区域芯区和以外的其它区域两部分假定存在个截断距离。芯区价电子波函数相互交叠作用，和真实的势和波函数相比，其形状和幅度都样。目前，除了经验赝势半经验的模型赝势外，还有没有附加经验参数的第性原理从头算原子赝势，包括模守恒赝势超软赝势方法，分子轨道的自洽求解分子轨道的自洽场方程密度泛函理论是基于定理，该定理表明体系基态的性质由电荷密度决定，体系的总能量是电荷密度的函数。总能可以表达为是密度为的电子的动能，是经典的库仑相互作用静电能，包括了多体相互作用对总能的贡献，其中交换关联能是主要的部分。我们从波函数来构造电荷密度。对于波函数可以写成具有反对称性单粒子波函数分子轨道的行。
12、,自洽精度为,赝势选择为模守恒赝势。图图特性设置在图的左边框图中，点击，就会出现右边框图，设置如图图运算设置图然后点击,运行约两个小时,可得到结果，如图图分析结果将目标文件定在点击图点击可以等到声子态密度，色散关系，焓，自由能，熵，比热，德拜温度。结果如下图图图图图结果分析与比较。分析能量图像可以得知，随着温度的升高，自由能是下降的，熵是增加的，这就表示，该结构的稳定性随温度增加而提高。由比热容可知，在低温时，与温度呈次关系，随着温度升高，与温度呈立方关系，高温部分呈水平，与固体物理教材吻合。参考文献,谢希德,陆栋固体能带理论上海复旦大学出版,第页，共页黄昆，韩汝琦固体物理学高等教育出版社湖南工业大学课程设计资料袋理学院系部学年第学期课程名称计算材料学指导教师雷军辉职称讲师学生姓名刘。
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毕业论文：锗的热力学性能第一性原理研究