Density Functional Theory (Lecture notes in physics) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer-Verlag

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1983-10

价格:USD 18.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780387127217

丛书系列:

图书标签:

Density Functional Theory
Quantum Chemistry
Condensed Matter Physics
Electronic Structure
Physics
Computational Physics
Solid State Physics
Materials Science
Theoretical Physics
Molecular Physics

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具体描述

密度泛函理论：物理学讲义概述《密度泛函理论：物理学讲义》是一本深入浅出介绍量子多体系统中一个强大而普适的计算方法的书籍。本书聚焦于密度泛函理论（DFT）的核心概念、数学框架及其在凝聚态物理、量子化学和材料科学等广泛领域的应用。本书旨在为读者提供扎实的理论基础和必要的工具，使其能够理解和运用DFT来解决实际的物理问题。核心内容本书从对量子力学基础的回顾开始，重点阐述了多电子体系的复杂性以及为何需要发展新的计算方法。接着，深入讲解了密度泛函理论的起源和核心思想，即 Hohenberg-Kohn 定理，证明了体系的基态能量和所有基态性质完全由基态电子密度唯一决定。这一革命性的洞见为后续的理论发展奠定了基础。书中详细介绍了 Kohn-Sham 理论，这是DFT中最常用的近似形式。读者将学习如何将多电子体系的问题转化为一系列单电子的 Kohn-Sham 方程，并理解近似交换-关联泛函在近似准确性中的关键作用。本书将探讨不同类型的交换-关联泛函，从早期的 LDA（局域密度近似）和 GGA（广义梯度近似），到更先进的混合泛函和元GGA，并分析它们各自的优缺点以及适用范围。理论框架的阐述还将涉及能量守恒、力计算以及激发态的计算方法，如时间相关的密度泛函理论（TD-DFT）。这些内容对于理解体系的动力学性质和光学性质至关重要。应用与示例本书特别强调DFT在实际问题中的应用。读者将看到如何利用DFT来计算材料的电子结构、晶格常数、结合能、弹性常数、相变以及磁性等。书中会包含具体的计算示例，展示如何使用流行的DFT软件（如 VASP, Quantum ESPRESSO, ABINIT 等）进行计算，并如何解释计算结果。对于凝聚态物理领域，本书将探讨DFT在计算晶体材料的能带结构、态密度、电子局域化以及声子谱等方面的应用。例如，如何利用DFT计算半导体材料的能隙，理解金属的导电性能，以及探索超导材料的特性。在量子化学领域，DFT已被广泛用于预测分子的几何构型、反应能、光谱性质以及化学键的性质。本书将介绍DFT在有机化学、无机化学和生物化学中的应用，例如，预测化学反应的过渡态，计算药物分子的结合能，以及理解酶催化反应的机理。材料科学领域的读者将受益于DFT在设计和预测新材料方面的能力。本书将展示如何利用DFT来探索新型合金、陶瓷、聚合物以及二维材料（如石墨烯和过渡金属二硫化物）的性质，并为材料的实验合成提供指导。学习目标通过学习本书，读者将能够：理解密度泛函理论的基本原理和数学框架。掌握 Kohn-Sham 方程及其求解方法。熟悉不同类型的交换-关联泛函及其局限性。了解如何选择合适的泛函来解决特定的物理问题。学会使用 DFT 软件进行实际计算。能够解释和分析 DFT 计算结果。将 DFT 应用于凝聚态物理、量子化学和材料科学的各种问题。理解 DFT 在理解物质性质和设计新材料中的重要作用。读者对象本书适合具有扎实量子力学和固体物理基础的研究生、博士后以及对计算物理学感兴趣的本科生。同时，对于从事凝聚态物理、量子化学、材料科学、纳米科学等领域研究的科研人员，本书也将提供宝贵的参考和指导。《密度泛函理论：物理学讲义》是一本全面而深入的指南，旨在赋能读者掌握这一强大的计算工具，并将其应用于前沿的科学研究，从而更深入地理解和探索物质世界的奥秘。