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內(nèi)容簡介

　　材料計算與設(shè)計作為材料科學(xué)的重要組成部分，已發(fā)展成為一個新的學(xué)科分支。本書系統(tǒng)地闡述了材料計算與設(shè)計的基本理論、基本方法和相關(guān)應(yīng)用。主要內(nèi)容包括計算機(jī)在材料計算與設(shè)計中的應(yīng)用以及進(jìn)行計算機(jī)模擬的基本原理、物理模型和基本方法；陶瓷材料設(shè)計的基本思路和方法；半導(dǎo)體材料設(shè)計的基本理論與實踐；材料強(qiáng)度與斷裂的模擬；新材料設(shè)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(shè)計。同時，書中附有相關(guān)計算機(jī)模擬程序，以便讀者在理解和掌握的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)實踐、活學(xué)活用。本書可作為高等院校材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、材料工程、應(yīng)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(xué)生及研究生的教學(xué)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(shè)計教程》作者簡介

圖書目錄

第1章  計算機(jī)與材料設(shè)計
     1. 1  計算機(jī)與數(shù)值計算方法的進(jìn)展
     1. 2  材料計算與設(shè)計在新材料研究開發(fā)中的作用
     1. 3  計算機(jī)與分子. 原子設(shè)計
     1. 4  材料設(shè)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(jìn)
     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(jī)模擬基礎(chǔ)
     3. 1  計算機(jī)模擬的意義
     3. 2  分子動力學(xué)方法的基本思想
     3. 2. 1  經(jīng)典分子動力學(xué)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(kuò)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(jī)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(jī)數(shù)的產(chǎn)生
     4. 3. 2  隨機(jī)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(yīng)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(xué)方法
     5. 1  引言
     5. 2  分子動力學(xué)方法計算初步
     5. 2. 1  分子動力學(xué)方法主要技術(shù)概要
     5. 2. 2  質(zhì)點(diǎn)系的基本方程(NTP系綜)
     5. 2. 3  質(zhì)點(diǎn)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(tuán)簇勢
     5. 3. 6  團(tuán)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(xué)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(xué)
     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(xué)
     6. 3. 1  Car—Parrinello方法
     6. 3. 2  展開基系的選擇
     6. 4  應(yīng)用舉例
第7章  陶瓷材料設(shè)計
     7. 1  陶瓷材料中有關(guān)設(shè)計的概念及方法論
     7. 1. 1  何謂材料設(shè)計
     7. 1. 2  材料設(shè)計的方法論
     7. 1. 3  特性設(shè)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(shè)計
     7. 2. 1  玻璃材料設(shè)計的數(shù)值計算法
     7. 2. 2  玻璃的各種功能設(shè)計
     7. 3  陶瓷材料的特性設(shè)計
     7. 3. 1  陶瓷材料設(shè)計的基本框架
     7. 3. 2  平衡晶相的預(yù)測
     7. 3. 3  復(fù)合氧化物陶瓷的物性預(yù)測
     7. 3. 4  復(fù)合組織和復(fù)合原則簡論
     7. 4  陶瓷材料合成方法的設(shè)計
     7. 4. 1  取向性燒結(jié)體的合成法設(shè)計
     7. 4. 2  陶瓷微粒的外形設(shè)計
     7. 4. 3  利用薄膜技術(shù)進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的設(shè)計
     7. 5  小結(jié)
第8章  半導(dǎo)體材料設(shè)計
     8. 1  引言
     8. 2  電子能帶結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)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(yīng)力及形變效應(yīng)
     8. 4　器件與材料設(shè)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(qiáng)度與斷裂的模擬
     9. 1  材料強(qiáng)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(qiáng)度
     9. 2  彈性各向異性和斷裂強(qiáng)度
     9. 3  晶體結(jié)構(gòu)與機(jī)械性質(zhì)
     9. 4　新物質(zhì)機(jī)械性質(zhì)的預(yù)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(kuò)展的元過程
     9. 5. 4  位錯發(fā)射
     附錄
第10章  物性預(yù)測與新材料設(shè)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(dǎo)體和離子晶體的結(jié)構(gòu)預(yù)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(tuán)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(yù)測
     10. 8  Connolly-Williams方法(CWM)
     10. 9  集團(tuán)變分法(CVM)的程序說明
     附錄
主要參考文獻(xiàn)