密度泛函理论
DFT的基本概念是,将多电子系统的薛定谔方程近似为单电子方程,其中电子密度作为基本变量。该理论的关键在于将多电子波函数表示为单电子波函数的组合,这些单电子波函数被称为Kohn-Sham轨道。通过求解Kohn-Sham方程,可以得到系统的电子密度,进而计算出系统的能量、分子键合性质、光谱等。
密度泛函理论(DensityFunctionalTheory,简称DFT)是一种研究多电子体系电子结构和物理性质的理论方法。该理论的主要思想是将多电子系统的总能量作为电子密度的函数,通过最小化能量函数来求解系统的基态性质。
密度泛函理论在化学、物理、材料科学等领域广泛应用,成为计算化学和计算物理领域的重要分支。它可以用来研究分子的几何构型、分子轨道、电子密度分布、分子光谱等性质,为材料设计、*合成等领域提供重要的理论支持。
本文基于VASP模拟包计算具有自旋极化的密度泛函理论,选择广义梯度近似(GGA)-PBE泛函来表示电子交换相关能。
最终能量与Hellmann-Feynman力收敛于10-5eV和0.01eV/Å,截断能选取为500eV,垂直方向20Å的真空来防止相邻层的相互作用。以Monkhorst-Pack型下的k点网格为6×6×1和18×18×3进行几何优化和态密度(DOS)计算。应用DFT-D2方法进行范德华校正,电荷分析是基于Bader电荷方法,同时通过CI-NEB方法计算主要反应过程的能量势垒。
第一性原理和密度泛函理论的区别
通过第一性原理计算,本文揭示了单TM原子促进的TiC2(TM=Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt和Au)的HER机理。所有的研究体系都表现出金属特性,这也表明了较高的电子电导率。本研究的结果可以指导TM促进的二维基金属碳化物作为HER催化剂的进一步实验和理论工作。
研究15种过渡金属(TM)(TM=Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Os、Ir、Pt、Au和Hg)对二维TiC2析氢反应(HER)的性能影响规律,为单原子催化剂载体体系的建立提供研究基础。
单原子催化剂体系因其理想的催化性能而受到吸引。二维材料具有优良的电子性能和较大的比表面积,是单原子催化剂有效的载体材料。新的二维材料MC2(其中M为过渡金属,C2为碳的二聚体)在不同的领域进行了研究。此外,MoC2和TaC2表现出良好的析氧和氧还原性能。
1687,牛顿在《自然哲学的数学原理》【1】一书中总结出了牛顿经典力学,向我们描述了宏观物体的运动规律。
19世纪末,人们发现一些科学现象,例如黑体辐射【2】、光电效应【3】、原子光谱【4】等,无法被牛顿经典力学所解释。
密度泛函理论的三个基本假设
微观粒子的任意一个给定的力学量L,总可以用相应的一个算符L来表示,其中算符L的本征值谱就是实验上观测到的力学量L的全部可能取值。
在经典力学中,如声和光等波动理论中都有波的叠加原理:两个可能的波动过程Ψ1和Ψ2线性叠加的结果是
1905年,爱因斯坦从普朗克的量子假设出发,提出了“光量子”(也即现在的“光子”),成功解释了光电效应。【3】
1927年,Davission和Germer将电子射线以一定的速度射出,穿过晶体粉末射到接收屏上。
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