《第一性原理材料计算基础》介绍了计算材料和计算凝聚态物理学中常用的密度泛函理论、程序及应用实例,主要包括材料计算背景介绍;晶体结构和晶体对称性;能带理论和紧束缚近似;密度泛函理论基础;VASP程序基本功能、参数和应用;材料拓扑性质理论和计算实例。
《第一性原理材料计算基础》分为六章。第1章为绪论,主要介绍材料设计的基本概念、材料数据库的建立和应用、高性能计算和Linux操作系统。第2章为晶体结构和晶体对称性,主要包括晶体点阵、元胞、对称操作、点群、晶系、原子坐标和倒易空间等内容。第3章为电子能带结构,包括布洛赫定理、玻恩-冯·卡门边界条件、本征方程、紧束缚近似及一些简单材料的算例。第4章为密度泛函理论,主要介绍了Hartree方程、Hartree-Fock方程、密度泛函理论基础、Kohn-Sham方程、基组、赝势以及交换关联势等内容。第5章为密度泛函计算程序VASP,主要介绍VASP程序的基本功能和常见参数,并列举了几个常见的计算实例。第6章为拓扑材料计算实例,专题介绍了材料拓扑性质的基本理论,并列举了若干使用密度泛函理论研究材料拓扑性质的计算实例。