材料课程设计--GaAS Si的电子结构与导电性分析

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1、 课 程 设 计 资 料 袋 理 学院（系、部） 2013 学年第 2 学期 学生姓名 专业班级 应用物理 学号 题 目 GaAS Si的电子结构与导电性分析 成 绩 起止日期 2013 年 12月 10 日 2013 年 12月 14日 目 录 清 单 序号 材 料 名 称 资料数量 备 注 1 课程设计任务书 1 2 课程设计说明书 1 3 4 5 6 课程设计任务书 20132014 学年第学年第 2 学期学期 学院（系、部） 专业 班级 课程名称： 材料设计与计算 设计题目： GaAS Si的电子结构与导电性分析 完成期限：自 2013 年 12 月 10 日至 2013 年 12 月

2、 14 日共 1 周 内 容 及 任 务 任务要求： 1、通过文献调查学习该专业软件一般方法，了解和掌握目前国内外研究 该材料的制备工艺，培养正确的设计思想、解决问题的能力； 2、综合运用先修课程的理论及生产实践知识及文献调查结果，熟悉的运 用软件建模，并计算出结果，并使所学知识得到进一步巩固和深化； 3、运用所学知识对结果进行分析。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2013-12-10 明确课程设计要求，确定自己的设计题目 2013-12-11 深入分析原理，收集资料 2013-12-12 应用所学知识，建模，并得出结果。 2013-12-13 分析和总结设计结果。 2013-12-14

3、 撰写课程设计报告。 主 要 参 考 资 料 1 苯基分子器件电输运性质第一性原理研究，夏蔡娟。 2 低维材料第一性原理计算研究，胡双林。 3 分子和金表面相互作用的第一性原理研究，物理学报，李红海等。 4 光分子开关电子输运性质第一性原理研究，赵朋。 5 石墨烯吸附有机分子硝基苯性质的第一性原理研究，烟台大学学报。 6 有机分子器件电子输运性质的第一性原理研究。 指导教师（签字） ： 年 月 日 系（教研室）主任（签字） ： 年 月 日 （材料科学导论） 设计说明书 GaAS Si的电子结构与导电性分析 起止日期： 2013年 12月 10日 至 2013 年 12月 14日 学生姓名 班级

4、 学号 成绩 指 导 教 师 ( 签 字 ) 目录 一引言1 1 二二基本基本原理原理3 3 1.1.玻恩近似玻恩近似3 3 2.Hohenberg2.Hohenberg- -KohnKohn 定理：多体理论定理：多体理论33 3.Kohn3.Kohn- -ShamSham 定理定理.4.4 4.4.交换关联势交换关联势55 5.5.赝势赝势.6.6 三基本操作及模拟.7 7 四总结及心得体会.15 1 一引言 计算材料学是近年来飞速发展的一门新兴交叉学科。计算材料学是根据材料 科学和相关学科基本原理，通过模型化与计算实现对材料制备、加工、结构、 性能和服役表现等参量或过程的定量描述，理解材料

5、结构、性能和功能之间的 关系，引导材料设计的一门科学。 计算材料学主要包括两个方面： 1、计算模拟，即从实验数据出发，通过建立数学模型及数值计算，模拟实 际过程； 2、材料的计算机设计，即直接通过理论模型和计算，预测或设计材料结构 与性能。前者使材料研究不仅仅停留在实验结果的定性讨论上，而是使特定材 料体系的实验结果上升到理论层次；后者则使材料的研究与开发更具方向性、 前瞻性，有助于原始性创新，可以大大提高研究效率近年来，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 能已成为一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，第一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，第一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，第一性原理的方法不仅能计算晶体的几何结构 参数、能量、弹性性质以及相关的力学性质、各类缺陷、功函数、电子结构、 磁结构和光学性质等，而且能从物理理论角度解释材料的基本现象以及预测材 料的基本性能。 基于密度泛函平面波赝势方法的 CASTEP 软件可以对许多体系包括象半导 体、陶瓷、金属、矿石、沸石等