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330页PPT入门DFT:21款常用软件/10类电子结构计算/4大计算化学理论/VASP入门精讲!

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2026-01-31 15:05:44

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课件共330页，为《量子化学计算入门》课程内容，为了帮助理论计算初学者及对计算感兴趣的实验人员快速建立学习构架，免费分享给大家。

内容完美契合零基础小白，带你横扫理论盲区，讲解4大计算模拟理论、10类电子结构计算、21款常用软件、VASP计算入门案例。

通过理论联系实际，带大家了解各类软件特点与适用范围，选择适合自己的工具与计算方法，快速入门DFT计算。以下为部分课件展示！

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课件内容

课件前两部分侧重理论，涉及分子轨道理论、密度泛函、分子动力学理论等4大计算材料学理论，单点能、态密度、能带计算等10类电子结构性质计算。

后两部分侧重应用，详细介绍了VASP、Materials Studio、Gaussian 16、Quantum ESPRESSO等21种分子模拟软件的应用、优缺点及适用范围。然后，针对VASP软件做了计算流程、输入文件、输出文件讲解，最后以表面吸附为例，给出结构优化、吸附能、态密度及能带计算方法与注意事项。

Part 1：量子化学计算的内涵与外延

1、课程内容引入，资料准备

2、量子化学计算在顶刊中的应用与进展

3 、量子化学的内涵与外延及课程框架

Part 2：计算材料学理论基础

1、从分子轨道理论到Hartree-Fock理论

（1）Born-Oppenheimer(BO)近似

（2）微扰法和变分法

（3）分子轨道理论

（4）Hartree-Fock理论与自洽场方法

（5）Hartree-Fock-Roothaan方程

（6）两种典型基函数：斯莱特基（STO）与高斯基（GTO）

（7）常用基组的选择

2、后Hartree-Fock（HF）电子相关方法

（1）电子相关理论

（2）组态相互作用

（3）偶合簇方法

（4）多体微扰理论

3、密度泛函理论

（1）密度泛函理论背景

（2）Hohenberg-Kohn定理及Kohn-Sham方程及其求解

（3）DFT与HF的区别

（4）交换相关能量泛函

（5）局域密度近似LDA

（6）广义梯度近似GGA，

（7）超密度梯度近似Meta-GGA

（8）杂化密度泛函

（9）双杂化泛函

（10）DFT中其它典型误差：自相互作用修正（SIC）；离域化误差；静态关联误差

（11）DFT+U与DFT+D

（12）平面波基组

4、分子动力学理论

（1）经典势能函数

（2）分子力场：详细介绍传统力场、第二代力场、通用力场、极化力场及粗粒化力场；分子力场的选择；力场存在问题；力场的发展趋势

（3）分子动力学模拟流程

Part 3：电子结构计算与材料计算模拟软件

1、电子结构计算

（1）基态结构预测和优化

（2）单点能

（3）过渡态搜索和势垒

（4）电荷密度和布局分析

（5）态密度（DOS）

（6）能带计算

（7）电偶极矩与极化

（8）磁性

（9）电离能IP，亲和能AE，功函数WF

（10）红外谱与声子谱

2、常用量子化学软件

涉及8款量子化学软件的分类、应用及优缺点介绍，具体包括： Gaussian 16，MOLPRO，MOLCAS,TURBOMOLE，Q-chem，NWchem，MOPAC，ADF，

3、其它计算材料学软件

涉及13款量子化学软件的分类、应用及优缺点介绍，具体包括：VASP，Material Studio，CASTEP，DMol3，Wien2K，ABINIT，Quantum-Espresso，SIESTA，ATK，Lammps，GROMACS，CPMD，Chemshell

Part 4: VASP入门精讲

1、VASP计算流程

（1）Kohn-Sham（DFT）计算的步骤

（2）Kohn-Sham方程求解流程

（3）VASP计算流程

2、VASP输入文件及其重要参数详解

（1）POSCAR :构型文件

（2）POTCAR :赝势文件

（3）KPOINTS :K点文件

（4）INCAR全体参数介绍及主要参数分类

（5）INCAR重要参数详解

3、VASP基本输出文件介绍

4、实例讲解——MoS2表面吸附Ag原子

（1）MoS2结构优化

（2）MoS2吸附Ag原子吸附能计算

（3）态密度计算

（4）能带计算

资料

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