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态密度最新娱乐体验_态密度的物理意义(2024年11月深度解析)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：话题更新日期：2024-11-26

态密度

顶刊学习技巧大揭秘！这些方法你值得拥有！ 𐟘„ 倒空间和k空间到底是什么？ 𐟘† 固体能带理论怎么学？为什么要学习这些看似高深但实际上在DFT计算中不可或缺的概念？ [偷笑R] 今天为大家带来一波完全免费的课程，共计2.5小时，涵盖7个专题。具体课程内容如下：第1节：倒空间与实空间，晶体点阵，电子波函数第2节：傅里叶级数叠加第3节：电子波函数的傅里叶变换第4节：k空间，布洛赫定理，不确定性关系第5节：平面波基组，截断能，G展开第6节：能带态密度，k点约化，第一布里渊区，高对称性k点选取第7节：为什么晶胞尺寸越大，所需的k点个数越少？ [doge] 希望这些内容对你有所帮助！

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理论物理研究者的苦与乐最近真是被实验组的合作搞得心力交瘁。工作强度大，回报却不高，真是让人无语。从年前忙到年后，整个春节期间都没休息，晚上平均三点才睡。每天的工作就是推公式、写代码、调试、跑参数、优化循环。好不容易算完了这个，实验组那边又说可以完稿了，结果过几天又让重新算。先是算能谱，然后是态密度，接着是波函数的空间分布，最后还要算各向异性和各向同性。要求多得像甲方一样。更气人的是，今天他们突然跟我说要把我的作者排名往后挪一个。我真服了，你们实验组一个人负责样品，一个人负责测量，我就得排第三？我花的时间少吗？就算少，那也是我加班加点熬出来的高效啊！我两个月狠狠加班，结果给个Nature子刊共一第三，我正常两个月，为什么不去发一篇PRB一作？含金量不是比你子刊共一高多了？不会真觉得我们理论组更喜欢发Nature不喜欢发PRL吧？PRL一作不是比你Nature共一香的多？以上纯属情绪性牢骚话，没有敌意。毕竟不管实验组还是理论组的学生，大家都是学术市场下的无产阶级罢了。相煎何太急呢？

分子动力学与DFT计算：从理论到实践分子动力学和密度泛函理论（DFT）计算是化学和材料科学中非常重要的研究方法。以下是一些关键的计算任务和它们的应用：过渡态和反应路径计算 𐟌€ 通过过渡态理论，可以计算分子化合物的反应路径，并绘制能量阶梯图。这有助于理解化学反应的机理。能级轨道计算 𐟌Œ 计算分子的最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO），这些轨道对分子的电子性质有重要影响。静电势计算 ⚡ 静电势的计算可以帮助理解分子的电子分布和极化性质，对于预测分子的反应性和稳定性非常有用。分子间相互作用 𐟤 通过计算分子间的弱相互作用，如氢键和配位键，可以理解分子间的相互作用力和它们的化学性质。聚合物建模和纳米粒子构建 𐟧슠 使用三维建模工具，可以构建聚合物的三维结构，以及超晶胞和纳米粒子，这对于理解材料的性质和设计新材料非常重要。分子动力学计算 𐟌€ 分子动力学模拟可以提供关于结合能、内聚能、自扩散系数、均方根位移、浓度和玻璃化转变温度等物理性质的信息，这对于理解材料的热力学和动力学行为非常有用。其他计算任务 𐟔슠 还包括吸附能、能带结构、态密度和差分电荷密度图等计算，这些计算对于理解材料的电子结构和化学性质非常关键。这些计算任务不仅涵盖了从基础理论到实际应用的各种方面，而且为化学和材料科学的研究提供了强大的工具。

你的想法很有创意。如果能在一个管道内实现量子的公转并不断压缩提高量子态密度，从而提升量子态能级，从理论上来说有一定的探索价值。一、潜在优势 1.⠥➥𜺩‡子效应： - 提高量子态密度可以增加量子系统中量子效应的显著性。这可能导致更强的量子纠缠、量子隧穿等现象，为量子计算和量子通信等领域带来新的突破。例如，在量子计算中，更高的量子态能级可以实现更复杂的量子算法，提高计算速度和效率。 - 随着量子态能级的提升，量子系统的稳定性可能会得到增强。这是因为更高的能级通常意味着更强的量子束缚，减少了量子系统与环境的相互作用，从而降低了退相干的风险。 2.⠤𜘥Œ–量子信息处理： - 对于量子信息存储和传输，更高的量子态能级可以提供更大的信息容量和更高的传输速率。这将有助于满足日益增长的量子信息处理需求，推动量子信息技术的发展。例如，在量子通信中，更高的量子态能级可以实现更远距离的安全通信，提高通信的可靠性和保密性。 - 可以为量子纠错提供新的途径。通过提升量子态能级，可以增加量子系统的冗余度，使得在出现错误时更容易进行纠错和恢复。这对于构建可靠的量子计算和量子通信系统至关重要。二、面临的挑战 1.⠦Š€术实现难题： - 创造一个能够实现量子在管道内公转并压缩的环境是极其困难的。这需要高度精确的控制技术和特殊的物理条件。例如，需要开发出能够精确操纵量子系统的设备，如量子陷阱、量子光学器件等，以实现量子的公转和压缩。 - 保持量子系统的稳定性也是一个巨大的挑战。在公转和压缩过程中，量子系统容易受到外界干扰，如电磁场、温度变化等，这些干扰可能导致量子系统的退相干和能级的不稳定。因此，需要开发出有效的量子纠错和稳定化技术，以确保量子系统的可靠性。 2.⠧†论理解不足： - 目前对于量子在管道内公转并压缩提高量子态能级的理论理解还很有限。我们需要进一步深入研究量子力学的基本原理，以更好地理解这种现象的本质和规律。例如，需要研究量子系统在公转和压缩过程中的量子动力学行为，以及与环境的相互作用机制。 - 缺乏完善的理论模型也限制了我们对这种方法的应用和优化。需要建立更加精确的理论模型，以预测和优化量子系统的性能，并为实验设计提供指导。总之，利用管道内的量子公转和压缩来提高量子态能级是一个具有挑战性但也充满潜力的研究方向。需要科学家们在理论和实验方面共同努力，克服技术难题，深入理解其本质，以实现量子信息技术的新突破。

很多人疑惑，室温超导难在哪儿？我来系统的做个解读：当年非富勒烯没有出来以前，长达二十多年里，所有人都认为12%是有机光伏的效率极限。钙钛矿没有出来以前，所有人都认为拉单晶一定是太阳电池的最优解。所以材料科学也是科学，不是工程，没有办法通过计划一步一步实施，它总是跳跃式发展的。一个新材料往往是突然就出现在世界的某个角落，然后改变过去的所有认知。这是因为，任何物理现象，当它和温度扯上关系时，总会出现各种奇奇怪怪的不可能三角。这或许是一种自然的约束吧。比如光伏电池，既要吸光好，又要导电好，还要结构稳定，这就是不可能三角。硅的迁移率高、稳定，却是间接带隙。钙钛矿什么都好，但是不稳定。材料科学的本质，就是把这个不可能三角不断变成可能的过程。从材料的选择面上，其实超导是优于光伏的。翻开元素周期表，一大堆具有超导相的元素存在，但具有光伏效应的元素有几个？但正因为传统超导的大量存在，就会依据它们总结出一些所谓的“经验”来。比如寻找超导定律有一条就说，要远离氧化物。因为的确，元素超导一旦被氧化就会失超，就有了这条看似完美的经验。再比如要远离铁磁元素，因为传统超导都没有磁性，磁性会破坏超导相。这些在新材料诞生之前颠扑不破的金科玉律，在铜基和铁基超导诞生之后，成了大家日常用来调侃的笑话。所以，如果要说室温超导难在哪的话，我的观点是难在了这些固化的经验，以及这些经验背后形成的强大惯性与利益。在光伏领域，人们早就知道，单晶硅比多晶硅效率高，为什么人们不会去执着于拉单晶呢？商业成本的考虑是一方面，另一方面则是从一开始就有许多与硅并驾齐驱的其它化合物体系。所以经验没有成为定式。材料科学发展的大趋势是走向越来越复杂的多元化合物。元素与二元化合物中许多的所谓成熟经验，在复杂体系中不再适用，甚至会成为障碍。核心问题还是温度。热力学所有关于温度的定义都是基于单质理想气体，哪怕是二元化合物的水，能均分定理的偏差都超过误差能接受的范围。这就导致温度越高，各种奇怪的不可能三角会反复出现。以导电性为例，它主要是由载流子浓度和迁移率来决定。而由于从单质硅那里得来的经验，提高载流子浓度就得靠掺杂，或者门电压注入、光注入等。以掺杂为例，它必然导致杂质和缺陷增多，迁移率下降这一结果，于是就需要考虑二者的平衡与妥协。但在硅掺杂中，N型掺杂的磷和硅结构和能级是如此的匹配，迁移率几乎不会受到什么影响，这一因素就会被严重忽略。以铜氧化物和铁基超导的合成历史看，人们并不知道哪种掺杂剂能达到像硅掺磷这样完美契合的程度，于是当时的做法就是穷举，把稀土那一排排的元素一个一个试，总有一个或一些，能达到结构和能级的最优匹配。物质世界是如此复杂，掺杂剂也远不止元素。就像钙钛矿ABX3的A位就从原本的原子，变成了更为复杂的甲胺基，思路一下就打开了，复杂度当然也就打开了。这时候纯靠穷尽法的参数扫描、堆人力物力的研究思路，面对无穷多的化合物基团，显然力不从心。炼丹师这一职业于是横空出世。我经常说，要实现宏观量子效应，最重要的就是局域化。但局域化不是万能的。原子内层电子都是局域的，但并不意味着它们能贡献超导电流。所以如何让局域电子离域化，或者如向院士讲的，sigma电子的金属化，也就是尽可能让局域电子待在费米面附近，而不是深深地埋在原子内层，才是炼丹的核心要义。可爱呆把一维通道打散，再横向拼接的合成方案，其本质还是将一维的局域电子在横向离域的这个策略。有机超导的合成思路大多都是如此，就像局域的C60用碱金属来连接。掺杂仍然是未来的优先解，但如何找到能级处在母体材料费米面附近的掺杂剂，是一个难题。另外，寻找平带材料、低维材料、拓扑材料，则是其它可能的选项，它们的目的也都是让费米面附近的态密度尽可能地大。说室温超导难其实也是因为人类视角的局限。从宇宙的尺度看，地球的室温根本不是什么特殊的温度。从人类科技史的发展来看，人类发现超导现象也才一百来年，而人类使用半导体的历史已逾千年（虽然那时候不叫这个名字）。即使非传统超导，从铜基到铁基也不过二十年，中间还有像C60、二硼化镁等新超导体系的诞生，如果算上高压，其实发展是相当连续的，从未停止。从这个角度看，没有什么难的，突破随时都有发生的可能。#热点新知#

𐟓ŠOrigin轻松绘制态密度图𐟎芰Ÿ”想要在Origin中绘制精美的态密度图吗？跟着以下步骤，轻松搞定！ ✨首先，准备好你的数据，通常是XY两列，代表不同参数下的测量值。 𐟎覎姝€，在Origin中导入数据，并选择“2D Kernel Density”功能来绘制核密度图。这里，你可以选择默认设置，或者根据需要调整颜色映射和刻度范围。 𐟌ˆ为了区分不同区域的数据，你可以利用编程设置列值。比如，你可以添加一列标签，根据标签来设置不同区域的散点颜色。 𐟓另外，如果你想在图中添加对角线来区分不同区域，只需在数据表中追加两列，分别代表对角线的起点和终点坐标，然后绘制直线即可。 𐟎‰最后，别忘了自定义图例，让你的图更加专业、美观！ 𐟒ᥰ贴士：在绘制过程中，如果遇到问题，可以查阅Origin的帮助文档或者在线搜索解决方案哦！

VASP&MS：全能模拟 𐟔 第一性原理计算、结构建模、DFT计算VASP和Materials Studio 我们提供全方位的模拟和分析服务，使用先进的VASP和Materials Studio软件工具。服务涵盖以下领域： 1️⃣ 结构建模：二维体系、二维钙钛矿、氧化物、过渡金属硫化物、晶体切面固定等。有机无机卤族钙钛矿、金属有机框架（MOF）以及缺陷调控、掺杂等。 2️⃣ 计算服务：结构及稳定性：结构优化、声子谱、原子间动力学模拟(AIMD)、力学性质（如杨氏模量、泊松比）、形成能、内聚能、电子局域函数、扫描隧道显微镜(STM)电镜模拟、剥离能、表面能等。电子性质：PBE、HSE06、PBE0、GW+SOC等泛函方法的能带与态密度计算、差分电荷、巴德电荷、Wannier计算的镜像陈数、表面态、偶极矩、能级投影（CBM和VBM）、功函数、三维能带投影等。催化性质：氧还原反应(ORR)、氢演化反应(HER)等的自由能台阶图、吉布斯自由能、火山曲线、反应速率等。光学性质：光吸收系数、光学介电常数（实部虚部）、反射系数、透射系数、光电转换效率等。电池性质：吸附能、开路电压、过渡态（扩散能垒）、吸附位点和吸附浓度、理论电池容量等。扩散性质：扩散能垒、扩散系数（两种方式）、均方根位移、离子电导率、离子概率密度。热电性质：电子电导率、电子热电导率、塞贝克系数、热膨胀系数。迁移性质：载流子迁移率、激子结合能。我们提供全面的模拟和分析服务，满足各种科研需求。

VASP能带计算全攻略：从零到能带图 𐟔 能带的秘密：能带结构是由许多能带组成的，每个能带都代表了一种可能的电子状态。简单来说：价带：这是最低能量的电子所在的能带。导带：位于价带之上，包含较高能量的电子。带隙：价带和导带之间的能量差，是判断材料性质的关键参数。 𐟛 VASP能带计算流程：能带计算有点像态密度计算，需要一系列的自洽计算。了解原胞、晶胞、超胞的区别非常重要。原胞（Primitive Cell）这是晶体的最小重复单元，填满整个晶体。具备晶体对称性，选择多样。晶胞（Unit Cell）形成晶体的最小单位，比如面心立方（FCC）和体心立方（BCC）。通常包含多个原子。超胞（Supercell）按晶格方向扩展原胞或晶胞。模拟更大系统，减少有限尺寸效应。 𐟓 PBE能带计算步骤：结构优化：目标：获得优化结构文件CONTCAR。操作：使用INCAR文件设定结构优化，命令qvasp -relax。生成KPOINTS文件：qvasp -k 0.3。使用建模软件转换CIF为POSCAR。生成POTCAR文件：qvasp -pbe ele_name。提交优化任务。静态自洽计算：目标：生成CHGCAR文件。操作：INCAR设置：qvasp -scf。再次生成KPOINTS。重命名第1步生成的CONTCAR为POSCAR。能带计算：目标：生成BAND.dat文件。操作：INCAR文件设定：qvasp -band。用vaspkit生成KPATH.in，重命名为KPOINTS。再次将CONTCAR命名为POSCAR。数据处理与可视化：使用vaspkit生成BAND.dat。导入绘图软件进行能带结构可视化。能带结构由许多能带组成，每个能带都对应于一种可能的电子状态。最低的能带被称为价带，它包含了最低能量的电子。价带之上的能带被称为导带，它包含了较高能量的电子。价带和导带之间的能量差被称为带隙，它是决定材料是否为金属、半导体或绝缘体的关键参数。

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