自2004年石墨烯問世以來，二維材料一直是材料研究領(lǐng)域的焦點(diǎn)之一。本課程旨在通過講授二維材料的模型搭建、基本性質(zhì)計(jì)算、先進(jìn)計(jì)算方法、二維材料成鍵性質(zhì)表征和應(yīng)用、二維材料在催化、電子器件中的應(yīng)用、以及預(yù)測室溫二維磁性材料，幫助科研人員系統(tǒng)了解二維材料計(jì)算思路，掌握基本的和先進(jìn)的計(jì)算方法，將計(jì)算應(yīng)用于日常實(shí)驗(yàn)、科研思路的分析之中。

本課程由深圳華算科技有限公司聯(lián)合源資信息科技（上海）有限公司、呂梁云計(jì)算中心共同出品。

課程內(nèi)容

第一章：第一性原理vasp入門和Linux基礎(chǔ)

（專為零基礎(chǔ)學(xué)員準(zhǔn)備）

1.1 服務(wù)器登錄、終端建立

1.2 Linux常用命令講解

1.3 VASP軟件及VASP后處理軟件（p4vasp, vaspkit, VESTA）介紹，VASP計(jì)算原理及流程

1.4 VASP輸入文件及輸出文件

INCAR, POSCAR, POTCAR及KPOINTS的參數(shù)格式、要點(diǎn)及重要參數(shù)詳解

1.5 案例演示

第二章：二維材料介紹和結(jié)構(gòu)搭建

（Windows界面下，詳細(xì)講解建模思路）

2.1 以水分子建模為例介紹MedeA界面、建模流程及建模方法

2.2 經(jīng)典二維材料背景介紹、結(jié)構(gòu)分析及模型搭建

模型1：石墨烯結(jié)構(gòu)的搭建

模型2：MoS2結(jié)構(gòu)的搭建

模型3：黑磷結(jié)構(gòu)的搭建

2.3 案例演示

第三章：MedeA-vasp計(jì)算操作流程

?（Windows界面下，如何進(jìn)行性質(zhì)計(jì)算）

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.2 性質(zhì)計(jì)算及結(jié)果分析

性質(zhì)1：態(tài)密度（DOS, Density of state）

性質(zhì)2：能帶結(jié)構(gòu)（Band structure）

性質(zhì)3：電荷密度（Total charge density, Difference charge density）

3.3 案例演示

第四章 二維材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

（LInux界面下，3種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法）

4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法講解：原理、腳本參數(shù)、如何判斷基態(tài)對應(yīng)的晶格常數(shù)。

方法1：晶格掃描法

方法2：固定軸優(yōu)化法

方法3：迭代優(yōu)化法?

4.2 案例演示

第五章：二維材料基本性質(zhì)計(jì)算?

（LInux界面下，使用VASP進(jìn)行性質(zhì)計(jì)算）

5.1 從頂刊工作出發(fā)，介紹黑磷基本性質(zhì)

5.2 各類性質(zhì)計(jì)算的方法、文件參數(shù)、后處理結(jié)果分析及物理意義講解

性質(zhì)1：態(tài)密度和投影態(tài)密度

性質(zhì)2：能帶結(jié)構(gòu)

性質(zhì)3：電荷密度?

性質(zhì)4：光吸收譜

性質(zhì)5：靜電勢計(jì)算

性質(zhì)6：HSE06計(jì)算材料性質(zhì)

性質(zhì)7：SOC（自選軌道耦合）效應(yīng)

5.3 案例演示

第六章：二維材料相關(guān)的先進(jìn)計(jì)算方

（LInux界面下，重點(diǎn)講解方法1與方法2）

6.1 結(jié)合頂刊文獻(xiàn)介紹3種計(jì)算方法優(yōu)勢及應(yīng)用

方法1：Scan+rvv10聯(lián)合方法用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理方法，文件參數(shù)

方法2：嚴(yán)格法計(jì)算剝離能原理方法，文件參數(shù)

方法3：基于全部電聲矩陣元計(jì)算遷移率

6.2 案例演示

第七章：成鍵性質(zhì)表征和應(yīng)用

（LInux界面下，使用VASP進(jìn)行性質(zhì)計(jì)算）

7.1 結(jié)合頂刊工作介紹如何計(jì)算材料能級與應(yīng)變的相互關(guān)系

雙層黑磷空間電荷密度分布分析成鍵特征

分析CBM（導(dǎo)帶底）和VBM（價(jià)帶頂）在不同應(yīng)變下能級的移動(dòng)

7.2 案例演示

第八章：二維材料在光催化水分解領(lǐng)域的應(yīng)用?

（LInux界面下，使用VASP研究光催化水分解相關(guān)性質(zhì)）

8.1 結(jié)合頂刊工作介紹光催化水分解原理

8.2 計(jì)算帶邊

復(fù)習(xí)靜電勢計(jì)算，比較不同方法計(jì)算帶邊的差異（PBE、HSE和GW）；根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷帶邊與H2O氧化還原能級的匹配程度；?

8.3 復(fù)習(xí)光譜計(jì)算（HSE和GW-BSE）

8.4 案例演示

第九章：二維材料在電子器件（例如、FETs）中的應(yīng)用?

（LInux界面下，使用VASP計(jì)算遷移率）

9.1 畸變勢理論計(jì)算遷移率

畸變勢理論計(jì)算遷移率的理論依據(jù)；如何通過第一性原理計(jì)算彈性模量、有效質(zhì)量、畸變勢能三個(gè)物理量

9.2 基于電聲耦合矩陣元計(jì)算遷移率

基于電聲耦合矩陣元計(jì)算遷移率的基本方法，該方法特點(diǎn)需要基于QE+wannier90+EPW，理論嚴(yán)格，結(jié)果可信度高

9.3案例演示

（由于計(jì)算量過大，本次課程僅演示畸變勢理論計(jì)算遷移率）

第十章：二維磁性材料性質(zhì)預(yù)測：二維CrI3

（LInux界面下，使用VASP進(jìn)行計(jì)算）

10.1 確定二維材料基態(tài)?

結(jié)合頂刊文獻(xiàn)介紹CrI3計(jì)算構(gòu)型;

以VS2為例，介紹如何確定基態(tài)，包括鐵磁與飯鐵磁性質(zhì)計(jì)算介紹，結(jié)果后處理及分析?

10.2 計(jì)算交換常數(shù)J?

以CrI3為例，介紹交換常數(shù)J的計(jì)算思路及要點(diǎn)

10.3 計(jì)算居里溫度Tc?

以CrI3為例，如何利用蒙特卡洛方法及伊辛模型模擬二維材料居里溫度Tc

10.4 案例演示

?

講師介紹

龔老師，長期從事二維材料理論模擬設(shè)計(jì)、新型二維材料的搜索以及拓?fù)洳牧系睦碚撗芯俊９舶l(fā)表SCI論文20篇，其中部分工作發(fā)表在AM，ACS Nano等國際頂級期刊。對利用第一性原理計(jì)算方法研究二維材料電子結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性、光學(xué)特性具有深厚的積累。

課程特點(diǎn)

線上學(xué)習(xí)，便捷高效

該線上課程是將原本三天的線下課容量系統(tǒng)整合，方便學(xué)員隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，將精力集中于課程內(nèi)容。課程支持反復(fù)回看，方便學(xué)員復(fù)習(xí)回顧。

由淺入深，注重應(yīng)用

針對實(shí)驗(yàn)人員及計(jì)算初學(xué)者基礎(chǔ)不足的問題，課程從第一性原理vasp入門和Linux基礎(chǔ)開始，循序漸進(jìn)，沿著建模、優(yōu)化、性質(zhì)計(jì)算、算法應(yīng)用的思路一步步帶領(lǐng)學(xué)員完成計(jì)算案例。

集中答疑，不留疑問

學(xué)習(xí)難免存疑，針對可能存在的學(xué)習(xí)疑問，助教會在群內(nèi)每周統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)情況，安排直播答疑兩次，每次答疑時(shí)長1-2小時(shí)。后期視學(xué)員的學(xué)習(xí)情況再組織答疑。

課程報(bào)名

線上課程：騰訊課堂錄播，支持反復(fù)回看，課程有效期至2024年

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課程咨詢：掃描二維碼添加助教微信，申請請注明“華算科技二維材料計(jì)算課程-姓名”

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課程費(fèi)用

課程費(fèi)用：898元

課程費(fèi)用包含全套課程講解視頻，全套課程資料及后期兩次直播答疑。?

課程說明

Q1：課程是否可以開具發(fā)票？

華算科技將會為學(xué)員開具正規(guī)發(fā)票，方便學(xué)員報(bào)銷。添加課程助教華算科技-小琴（微信ID：huasuan-qin）即可申請開票，申請請備注“華算科技二維材料計(jì)算課程-姓名”。

Q2：如何學(xué)習(xí)該課程？

A：?本課程為在線課程，學(xué)習(xí)平臺騰訊課堂，可在移動(dòng)端及PC端進(jìn)行學(xué)習(xí)

A. 電腦學(xué)習(xí)（打開騰訊課堂官網(wǎng)，登錄賬號，進(jìn)入頁面右上側(cè)“個(gè)人中心”即可查看報(bào)名課程）

B. 手機(jī)學(xué)習(xí)（下載騰訊課堂APP，登錄賬號，“課程表”中即可查看報(bào)名課程）

Q3：課程購買后是否可以回看？有沒有時(shí)間限制？

A：課程購買成功后支持無限回看，課程有效期至2024年。學(xué)員在移動(dòng)或PC登錄騰訊課堂（購買課程賬戶登錄才可正常打開課程頁面），即可學(xué)習(xí)。