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內(nèi)容簡介

　　材料計算與設計作為材料科學的重要組成部分，已發(fā)展成為一個新的學科分支。本書系統(tǒng)地闡述了材料計算與設計的基本理論、基本方法和相關(guān)應用。主要內(nèi)容包括計算機在材料計算與設計中的應用以及進行計算機模擬的基本原理、物理模型和基本方法；陶瓷材料設計的基本思路和方法；半導體材料設計的基本理論與實踐；材料強度與斷裂的模擬；新材料設計與新物性研究開發(fā)的思路與展望。本書內(nèi)容豐富，基本原理、物理概念清晰，突出基本方法，注重理論與實踐相結(jié)合，給出了一些具體材料的設計。同時，書中附有相關(guān)計算機模擬程序，以便讀者在理解和掌握的基礎(chǔ)上，加強實踐、活學活用。本書可作為高等院校材料學、材料物理與化學、材料工程、應用物理、凝聚態(tài)物理及理論物理等有關(guān)專業(yè)本科高年級學生及研究生的教學用書，也可供相關(guān)專業(yè)教師和科研人員參考。

作者簡介

暫缺《現(xiàn)代材料計算與設計教程》作者簡介

圖書目錄

第1章  計算機與材料設計
     1. 1  計算機與數(shù)值計算方法的進展
     1. 2  材料計算與設計在新材料研究開發(fā)中的作用
     1. 3  計算機與分子. 原子設計
     1. 4  材料設計與虛擬技術(shù)
第2章  材料計算的物理基礎(chǔ)
     2. 1  氫分子的結(jié)合能
     2. 2  物質(zhì)的能帶結(jié)構(gòu)
     2. 3  四面體法與態(tài)密度
     2. 4  密度泛函概要
     2. 4. 1  局域密度近似(LDA)
     2. 4. 2  局域自旋密度近似(LSDA)
     2. 4. 3  局域密度近似方法的局限與改進
     2. 5  凝膠模型與金屬的功函數(shù)
     2. 6  原子嵌入法(EAM)
     2. 7  能帶計算初步
     附錄A
     附錄B
第3章  計算機模擬基礎(chǔ)
     3. 1  計算機模擬的意義
     3. 2  分子動力學方法的基本思想
     3. 2. 1  經(jīng)典分子動力學方法
     3. 2. 2  恒溫方法
     3. 2. 3  恒壓方法
     3. 2. 4  Parrinello—Rahman方法
     3. 2. 5  Car—Parrinello方法
     3. 3  表面原子結(jié)構(gòu)
     3. 4  固體的原子擴散
     3. 5  晶體生長模擬
     3. 6  Hellmann—Feyhman力的計算
     附錄
第4章  蒙特卡羅方法
     4. 1  引言
     4. 2  蒙特卡羅方法基礎(chǔ)
     4. 2. 1  隨機過程
     4. 2. 2  馬爾科夫(Markov)過程
     4. 2. 3  各態(tài)歷經(jīng)(Ergodic)問題
     4. 3  蒙特卡羅模擬算法
     4. 3. 1  隨機數(shù)的產(chǎn)生
     4. 3. 2  隨機變量的簡單抽樣
     4. 3. 3  重要抽樣法
     4. 3. 4  弛豫過程的計算
     4. 4  應用舉例
     4. 4. 1  經(jīng)典粒子系統(tǒng)
     4. 4. 2  逾滲問題
     4. 4. 3  高分子體系
     4. 4. 4  經(jīng)典自旋系
     4. 4. 5  量子蒙特卡羅方法
     4. 4. 6  核的形成
     4. 4. 7  晶體生長
     4. 4. 8  分形體系(FractalSystem)
第5章  經(jīng)典分子動力學方法
     5. 1  引言
     5. 2  分子動力學方法計算初步
     5. 2. 1  分子動力學方法主要技術(shù)概要
     5. 2. 2  質(zhì)點系的基本方程(NTP系綜)
     5. 2. 3  質(zhì)點系的基本方程(μVT系綜)
     5. 2. 4  約束系的基本方程(NEV系綜)
     5. 2. 5  邊界條件問題
     5. 2. 6  力的計算方法
     5. 2. 7  數(shù)值積分方法介紹
     5. 2. 8  模擬結(jié)果的分析方法
     5. 3  物質(zhì)的勢函數(shù)
     5. 3. 1  勢函數(shù)的分類
     5. 3. 2  對勢
     5. 3. 3  對勢函數(shù)中各參數(shù)的確定方法
     5. 3. 4  對泛函勢
     5. 3. 5  團簇勢
     5. 3. 6  團簇泛函勢
     5. 3. 7  分子間模型勢
第6章　第一性原理分子動力學方法
     6. 1  引言
     6. 2　多電子體系的電子態(tài)
     6. 2. 1  全同多粒子體系量子力學
     6. 2. 2　Hartree-Fock近似
     6. 2. 3  密度泛函理論
     6. 2. 4  能帶計算
     6. 3  多原子體系動力學
     6. 3. 1  Car—Parrinello方法
     6. 3. 2  展開基系的選擇
     6. 4  應用舉例
第7章  陶瓷材料設計
     7. 1  陶瓷材料中有關(guān)設計的概念及方法論
     7. 1. 1  何謂材料設計
     7. 1. 2  材料設計的方法論
     7. 1. 3  特性設計及其方法問題
     7. 1. 4  考慮陶瓷結(jié)構(gòu)的情況
     7. 1. 5  組分是主要特性的情況
     7. 2  玻璃的材料設計
     7. 2. 1  玻璃材料設計的數(shù)值計算法
     7. 2. 2  玻璃的各種功能設計
     7. 3  陶瓷材料的特性設計
     7. 3. 1  陶瓷材料設計的基本框架
     7. 3. 2  平衡晶相的預測
     7. 3. 3  復合氧化物陶瓷的物性預測
     7. 3. 4  復合組織和復合原則簡論
     7. 4  陶瓷材料合成方法的設計
     7. 4. 1  取向性燒結(jié)體的合成法設計
     7. 4. 2  陶瓷微粒的外形設計
     7. 4. 3  利用薄膜技術(shù)進行微結(jié)構(gòu)的設計
     7. 5  小結(jié)
第8章  半導體材料設計
     8. 1  引言
     8. 2  電子能帶結(jié)構(gòu)和半導體物性
     8. 2. 1  晶體結(jié)構(gòu)
     8. 2. 2  電子能帶結(jié)構(gòu)
     8. 2. 3  電子能帶結(jié)構(gòu)和物性
     8. 3  電子能帶結(jié)構(gòu)的修正
     8. 3. 1  混晶化法
     8. 3. 2  異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)
     8. 3. 3  超晶格
     8. 3. 4　應力及形變效應
     8. 4　器件與材料設計
     8. 4. 1  電子器件
     8. 4. 2  光器件
     8. 5  小結(jié)
第9章  材料強度與斷裂的模擬
     9. 1  材料強度的模擬
     9. 1. 1　位錯芯結(jié)構(gòu)
     9. 1. 2　粒界結(jié)構(gòu)和強度
     9. 2  彈性各向異性和斷裂強度
     9. 3  晶體結(jié)構(gòu)與機械性質(zhì)
     9. 4　新物質(zhì)機械性質(zhì)的預測
     9. 5　斷裂的模擬計算
     9. 5. 1  晶格格林函數(shù)法(lattice GreenFunction Method, 簡寫為LGF法)
     9. 5. 2  裂紋的結(jié)構(gòu)
     9. 5. 3  裂紋擴展的元過程
     9. 5. 4  位錯發(fā)射
     附錄
第10章  物性預測與新材料設計
     10. 1  合金的晶格常數(shù)和生成能
     10. 1. 1  純金屬體系
     10. 1. 2  二元合金系
     10. 2  關(guān)于半導體和離子晶體的結(jié)構(gòu)預測
     10. 2. 1  半經(jīng)驗的電子論方法
     10. 2. 2  馬德隆(Madelung)能量的計算
     10. 3  多層膜及人工超晶格
     10. 4  碳原子團簇和新物質(zhì)
     10. 5  高壓下形成的新物質(zhì)(同質(zhì)異形SiO2)
     10. 6  表面新物質(zhì)層
     10. 7  平衡狀態(tài)的計算與預測
     10. 8  Connolly-Williams方法(CWM)
     10. 9  集團變分法(CVM)的程序說明
     附錄
主要參考文獻