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預(yù)存
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模擬計(jì)算

第一性原理-密度泛函理論-DFT-是一種僅基于量子力學(xué)基本定律和已知的自然常數(shù)，不依賴任何經(jīng)驗(yàn)參數(shù)或假設(shè)模型，來(lái)模擬和預(yù)測(cè)材料性質(zhì)的計(jì)算方法。它如同在計(jì)算機(jī)中從原子核和電子出發(fā)，通過(guò)求解薛定諤方程，“無(wú)中生有”地推演出材料的全部電子結(jié)構(gòu)，從而預(yù)測(cè)其結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、力學(xué)及化學(xué)活性等幾乎所有宏觀性質(zhì)。

應(yīng)用領(lǐng)域及對(duì)應(yīng)計(jì)算性質(zhì)：

一、催化與表界面過(guò)程研究

析氫/析氧/氧還原反應(yīng) (HER/OER/ORR)、氮還原/硝酸根還原反應(yīng) (NRR/NO3RR)、二氧化碳還原反應(yīng) (CO2RR)、有機(jī)分子氧化反應(yīng) (UOR, HzOR等)： 計(jì)算關(guān)鍵中間體的吸附能，繪制反應(yīng)自由能臺(tái)階圖，確定電位決定步驟，從電子結(jié)構(gòu)（態(tài)密度） 層面解釋活性起源。

通用催化機(jī)理研究： 通過(guò)差分電荷密度、COHP分析、原子電荷布居，明晰催化中心的電荷轉(zhuǎn)移與成鍵強(qiáng)度；通過(guò)自旋密度分析研究磁性催化劑的作用機(jī)制。

二、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化材料設(shè)計(jì)

鋰離子/鈉離子電池、鋰硫電池、電極材料、界面與電解質(zhì)：

計(jì)算鋰/鈉離子的擴(kuò)散能壘（決定快充性能）、形成能（評(píng)估結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性）、能帶與態(tài)密度（判斷電子導(dǎo)電性）， 研究電極-電解液界面的穩(wěn)定性，模擬SEI膜成分的生成機(jī)理。

精確模擬多硫化鋰（Li?S?）在主體材料（如碳、極性化合物）上的吸附能，計(jì)算其轉(zhuǎn)化反應(yīng)的反應(yīng)能壘，揭示抑制穿梭效應(yīng)的微觀機(jī)制。

材料穩(wěn)定性與離子傳輸： 通過(guò)AIMD模擬材料在高溫或電場(chǎng)下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，觀察離子遷移的微觀過(guò)程，驗(yàn)證靜態(tài)計(jì)算得出的擴(kuò)散能壘。

三、材料本征電子與結(jié)構(gòu)性質(zhì)預(yù)測(cè)

電子結(jié)構(gòu)分析

能帶結(jié)構(gòu)： 確定材料是金屬、半導(dǎo)體還是絕緣體，獲得帶隙值、有效質(zhì)量、載流子遷移特性等信息。

態(tài)密度（DOS、PDOS）： 分析各原子軌道對(duì)電子態(tài)的貢獻(xiàn)，揭示化學(xué)鍵特性、磁性來(lái)源及催化活性位點(diǎn)。

電荷分布分析： 通過(guò)電荷密度、差分電荷密度、ELF和原子電荷，直觀展示化學(xué)鍵的形成、類型（共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵）及強(qiáng)度。

化學(xué)鍵分析： 使用COHP工具定量分析原子間成鍵與反鍵相互作用的強(qiáng)度，解釋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

磁性研究： 繪制自旋密度圖，確定磁矩的分布與耦合方式，為自旋電子學(xué)材料設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

表面與界面性質(zhì)： 計(jì)算功函數(shù)，分析電子逸出能力，對(duì)異質(zhì)結(jié)、場(chǎng)發(fā)射、腐蝕等研究至關(guān)重要。

四、材料穩(wěn)定性、動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)評(píng)估

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：

形成能/缺陷形成能： 評(píng)估材料本身或摻雜/缺陷結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)穩(wěn)定性，預(yù)測(cè)本征缺陷類型或摻雜難易程度。

聲子譜計(jì)算： 判斷材料的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性（無(wú)虛頻），并進(jìn)一步計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)（自由能、熵、熱容）。

熱穩(wěn)定性與相變： 通過(guò)AIMD模擬，觀察材料在設(shè)定溫度下的結(jié)構(gòu)演化，預(yù)測(cè)其熱分解或相變過(guò)程。

彈性與力學(xué)性質(zhì)： 計(jì)算彈性常數(shù)，推導(dǎo)材料的體積模量、剪切模量、硬度等力學(xué)參數(shù)。

計(jì)算軟件：

1. VASP：商業(yè)軟件，周期性平面波贗勢(shì)代碼的業(yè)界標(biāo)桿，功能全面。

2. Quantum ESPRESSO：開(kāi)源集成軟件套件，基于平面波贗勢(shì)，模塊化設(shè)計(jì)，計(jì)算效率高。

3. ABINIT：強(qiáng)大的開(kāi)源第一性原理軟件，專注于材料特性計(jì)算，在多微擾理論方面有優(yōu)勢(shì)。

4. CASTEP：集成于Materials Studio的平面波贗勢(shì)代碼，界面友好，上手快。

5. WIEN2k：基于全勢(shì)線性綴加平面波方法的商業(yè)軟件，精度最高之一，擅長(zhǎng)強(qiáng)關(guān)聯(lián)、磁性材料。

6. 其他關(guān)鍵輔助工具：VESTA（可視化），pymatgen/ASE（分析庫(kù)），Wannier90（緊束縛模型），phonopy（聲子計(jì)算）。

相關(guān)項(xiàng)目
第一性原理-吸附能
第一性原理-差分電荷密度
第一性原理-反應(yīng)能壘
第一性原理-態(tài)密度
第一性原理-HER
第一性原理-OER
第一性原理-形成能
第一性原理-原子電荷
第一性原理-自旋密度
第一性原理-鋰硫路徑
第一性原理-擴(kuò)散能壘
第一性原理-能帶
第一性原理-ELF
第一性原理-NRR
第一性原理-ORR
第一性原理-CO2RR
第一性原理-UOR
第一性原理-NO3RR
第一性原理-功函數(shù)
第一性原理-電荷密度
第一性原理-COHP
第一性原理-HzOR
第一性原理-AIMD
第一性原理-聲子譜
第一性原理-VASP計(jì)算
第一性原理
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成都計(jì)算狗數(shù)據(jù)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“計(jì)算狗”）作為一家為高校、研究院所和企業(yè)提供專業(yè)高效模擬計(jì)算技術(shù)支持服務(wù)的公司，既有博士領(lǐng)銜的985碩士起步全職技術(shù)團(tuán)隊(duì)，也有經(jīng)驗(yàn)豐富的國(guó)內(nèi)外專家組提供技術(shù)支持。計(jì)算狗可提供多尺度模擬計(jì)算解決方案，從微觀量子化學(xué)、第一性原理、分子動(dòng)力學(xué)到宏觀的有限元仿真均可提供，計(jì)算服務(wù)能力專業(yè)高效，數(shù)據(jù)質(zhì)量真實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)，踐行用知識(shí)服務(wù)產(chǎn)業(yè)的使命，助力社會(huì)創(chuàng)新升級(jí)。已為清華、北大、川大、上交、華為海思、韓國(guó)成均館大學(xué)、瑞典皇家理工、香港理工等36萬(wàn)余用戶提供超62萬(wàn)次科研服務(wù)，累計(jì)完成400多萬(wàn)課題，并與數(shù)千家科研院所與高校保持長(zhǎng)期合作。我們的計(jì)算+實(shí)驗(yàn)合作案例在Nature,Nat.Mater.,Nat.Catal.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,NatCommun.,Adv.Mater.等頂級(jí)期刊均有發(fā)表，客戶復(fù)購(gòu)率達(dá)94%。
岑望來(lái)
副研究員/碩士生導(dǎo)師 畢業(yè)于四川大學(xué)，計(jì)算GO高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)
岑望來(lái) /計(jì)算GO高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)
副研究員/碩士生導(dǎo)師
四川大學(xué)
研究領(lǐng)域:
多尺度分子模擬技術(shù)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合技術(shù)，系統(tǒng)構(gòu)建納米材料、高分子材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中復(fù)雜界面的分子界面結(jié)構(gòu)信息、分子間作用關(guān)系，擬發(fā)展功能性界面構(gòu)-效關(guān)系譜。
發(fā)表文章:
Applied Catalysis B-Environmental, ACS Catalysis, Nanoscale, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces, Journal of Physical Chemistry C等。
劉嵚
博士 畢業(yè)于武漢大學(xué)，計(jì)算GO高級(jí)工程師
劉嵚 /計(jì)算GO高級(jí)工程師
博士
武漢大學(xué)
研究領(lǐng)域:
表面化學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，光催化等方面的第一性原理模擬計(jì)算。
發(fā)表文章:
ChemPhysChem, Materials Today Communications, Physical Chemistry Chemical Physics, Journal of Physical Chemistry C, Applied Surface Science等。
宋先雨
博士 畢業(yè)于華中理工大學(xué)，計(jì)算GO高級(jí)工程師
宋先雨 /計(jì)算GO高級(jí)工程師
博士
華中理工大學(xué)
研究領(lǐng)域:
多尺度分子模擬技術(shù)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合技術(shù)，系統(tǒng)構(gòu)建納米材料、高分子材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中復(fù)雜界面的分子界面結(jié)構(gòu)信息、分子間作用關(guān)系，擬發(fā)展功能性界面構(gòu)-效關(guān)系譜。
發(fā)表文章:
Macromolecules，Journal of Materials Chemistry A，Chemical Engineering Science，Journal of Physical Chemistry C，Langmuir等。
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