第一章 密度泛函理论基础 1
1.1 导论 1
1.2 Thomas-Fermi模型 2
1.3 Hohenberg-Kohn定理 5
1.4 精确的密度泛函理论 7
1.5 局域自旋密度近似 10
1.6 广义梯度近似 11
参考文献 13
第二章 离散变分方法 15
2.1 离散变分方法的一般公式 16
2.2.1 准随机布点 17
2.2 数值积分 17
2.2.2 按乘积规则布点 19
2.2.3 分割(patition)方法 20
2.3 基组 21
2.3.1 数值基(NAO)的产生 21
2.3.2 对称轨道 23
2.3.3 正交化和冻芯 24
2.4 原子轨道表象下的哈密顿矩阵及波矢矩阵 24
2.5 磁性体系 25
2.6 电荷、组态和磁矩 26
2.6.1 集居数分析 26
2.7.1 库仑相互作用 27
2.7 势 27
2.6.2 按体积分解的分析 27
2.7.2 交换和相关势 29
2.7.3 外界势(镶嵌势) 30
2.8 总能和结构有关的性质 31
2.9 能量梯度 32
2.9.1 电荷密度微商 33
2.9.2 本征能量微商 34
2.9.3 能量梯度表式 34
2.10 相对论的离散变分方法(R-DVM) 35
参考文献 36
3.1.1 杂多酸及其盐和分子筛催化 39
3.1 催化及表面吸附 39
第三章 离散变分方法在化学中的应用 39
3.1.2 表面吸附 60
3.2 化学键及有关性质 64
3.2.1 化学键的键性 64
3.2.2 物质磁性和电性 69
3.2.3 化合物的几何构型 73
3.2.4 化合物的光谱、能谱与电离能 77
参考文献 84
第四章 材料缺陷物理学电子理论基础与离散变分方法的应用 88
4.1 导言 88
4.2.1 研究背景 91
4.2 材料缺陷能量学理论基础(Ⅰ)——能量函数 91
4.2.2 建立能量函数的理论基础 93
4.2.3 建立原子相互作用体系能量函数 103
4.2.4 能量函数的应用 107
4.3 材料缺陷能量学理论基础(Ⅱ)——原子间相互作用能 113
4.3.1 研究背景 113
4.3.2 一般性表述 113
4.3.3 Green函数方法计算原子间相互作用能 114
4.3.4 第一原理方法计算原子间相互作用能 115
4.3.5 理论的应用 117
4.4 材料缺陷能量学理论基础(Ⅲ)——跃迁积分的第一原理计算方案 121
4.5 晶界电子结构及掺杂效应 123
4.5.1 建立晶界原子结构 124
4.5.2 掺杂晶界电子结构及能量 126
4.6 界面偏聚效应的理论分析 140
4.6.1 一般性分析 140
4.6.2 偏聚效应的热力学模型 143
4.6.3 热力学模型的第一原理计算 146
4.6.4 界面偏聚效应的进一步分析 147
4.7 位错电子结构 149
4.7.1 研究背景 149
4.7.2 建立位错芯区原子结构 149
4.7.3 位错电子结构 152
4.8.1 一般描述 156
4.8 杂质-缺陷复合体电子结构与位错运动行为 156
4.8.2 相关模型及数学表述 157
4.8.3 理论计算及相关实验结果 162
4.8.4 主要结论 167
4.9 晶格振动动力矩阵及声子谱 167
4.9.1 理论基础及相关表式 167
4.9.2 动力矩阵与势函数 170
4.9.3 晶格缺陷体系声子谱密度与位错运动行为 172
4.9.4 结语 175
4.10 本章结语 175
参考文献 176
5.1 DVM计算程序的使用说明 182
第五章 DVM计算程序的使用说明、框图及算例 182
5.2 DVM计算程序的框图 205
5.3 算例 229
5.3.1 HNO3·CO(NH2)2的电子结构计算 229
5.3.2 杂多阴离子［GeMo12O40]4-的电子结构计算 243
5.3.3 YBa2Cu3O7的电子结构计算 253
5.3.4 MoCl8Cl6电子结构的相对论计算 263
5.3.5 Mo6Cl8电子结构的相对论计算 269
参考文献 273
附录 坐标变换的程序 274