先进材料的计算与设计

　　现代材料研究中，计算材料学已经成为与实验同等重要的研究手段。材料计算与设计对改变传统材料研发模式至关重要，在降低材料研发成本、缩短材料研发周期、揭示极端条件下材料行为等方面具有不可或缺的重要作用。　《先进材料的计算与设计》基于作者的长期科研与教学实践，以相变/阻变存储材料、二维过渡金属碳化物、异质结等材料体系为实例，详细介绍了**性原理计算在理解材料行为、预测材料性质和设计新材料等方面所发挥的重要作用。《先进材料的计算与设计》共8章，涵盖了计算材料学的基本理论和新材料预测及性质计算的多种方法，包括总能与晶体结构预测、点缺陷研究、材料中的扩散问题、非晶与**性原理分子动力学、材料中的输运问题、材料中新奇量子性质的计算与调控、范德瓦耳斯异质结与界面光电子性质、新型光电子材料设计等。

暂缺《先进材料的计算与设计》作者简介

目录
序
前言
第1章**性原理计算中的总能1
1.1系统总能与薛定谔方程1
1.2密度泛函理论3
1.3密度泛函理论的总能计算6
1.4系统总能计算与结构预测范例8
第2章晶体结构中的点缺陷34
2.1点缺陷形成能计算34
2.2硫族化合物半导体中的点缺陷35
2.3氧空位与阻变存储材料44
2.4二维过渡金属碳化物中的金属空位59
2.5氧对相变存储材料GeTe性能调控的微观机制68
2.6钇掺杂碲化锑71
第3章材料中的扩散85
3.1扩散的计算方法85
3.2阻变存储材料中的点缺陷扩散行为86
3.3氢和氧在面心立方钴中的吸附与扩散108
3.4Mo2C MXene电极材料上锂离子的吸附和扩散117
第4章非晶与**性原理分子动力学123
4.1经典分子动力学与**性原理分子动力学123
4.2**性原理分子动力学基本理论方法125
4.3非晶结构的表征方法139
4.4硫族化合物的非晶结构及快速可逆相变142
4.5压力诱导的可逆相变156
4.6掺杂元素对相变存储材料的非晶结构的影响169
4.7非晶Sb2Te3晶化的微观机理177
第5章材料中的热输运问题186
5.1固体热导率186
5.2钇掺杂碲化锑的电子热导率和晶格热导率197
5.3高热电性能的Sb2Te3纳米薄膜203
5.4Bi掺杂对Sb2Te3单层纳米薄膜热电性质的影响210
5.5应变协同调制Sb2Te3纳米薄膜的热电优值224
5.6MXene的热输运性质及其调控233
5.7电子声子散射对晶格热导率的影响241
第6章材料中新奇量子性质的计算与调控248
6.1相互作用电子的基本理论248
6.2二维晶体Cr2C的半金属铁磁性255
6.3As2S3(As2Se3)二维半导体261
6.4硫族化合物半导体的拓扑绝缘行为267
6.5MXene的量子自旋霍尔相292
第7章范德瓦耳斯异质结309
7.1二维半导体与电极异质结的接触性质309
7.2GaSe/石墨烯异质结的肖特基势垒310
7.3MXene的金属特性与功函数317
7.4MXene/过渡金属硫族化合物范德瓦耳斯异质结323
7.5MXene/蓝磷范德瓦耳斯异质结界面339
7.6MXene/蓝磷范德瓦耳斯异质结的TypeⅠ与TypeⅡ转换348
7.7TypeⅡ型MoS2/AlN(GaN)半导体范德瓦耳斯异质结354
第8章新型光电子材料设计363
8.1单层三磷化铟363
8.2二维半导体CrOX375
8.3MXene水分解光催化剂383
8.4二维过渡金属硼化物391
8.5Ti2CO2表面负载Cu单原子催化剂397