半導體材料計算

程偉

半導體材料計算
  • 出版商: 化學工業
  • 出版日期: 2026-01-01
  • 售價: $480
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7122489418
  • ISBN-13: 9787122489418
  • 相關分類: 材料科學 Meterials

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商品描述

本書是半導體材料計算領域的實用指南，通過“輸入—計算—分析”全鏈路案例與實用工具（VASP等從頭算相關軟件），系統講解半導體材料計算、模擬的核心知識。內容涵蓋半導體基礎理論、從頭算方法及軟件、靜態能計算、缺陷形成能分析、能帶結構、態密度及電荷密度分析、光學性質、磁性理論、聲子理論等核心模塊，此外還探討了二維材料、催化等前沿熱點。書中通過典型實例手把手教學，配套二維碼提供書中彩圖，還包括參數文件、常用軟件及工具包獲取鏈接，幫助讀者覆現計算結果，攻克“參數設置難”“結果不收斂”等實操瓶頸。
本書既適合材料科學、微電子等領域工程師、科研人員閱讀，以快速掌握半導體計算與模擬技能，也可作為高等院校相關專業的教材。

目錄大綱

第1章半導體簡介 001
1.1半導體的基本性質002
1.2半導體的應用010
1.3未來趨勢與挑戰011
參考文獻011

第2章從頭算方法簡介 012
2.1從頭算原理013
2.2從頭算的應用場景013
2.3如何學習從頭算019
2.4從頭算相關軟件與工具簡介020
2.4.1VASP與CASTEP軟件020
2.4.2部分應用軟件與工具022

第3章靜態能 025
3.1DFT026
3.2DFT+U031
3.3雜化泛函032
3.4GW033
3.5功函數034
3.6彈性張量等力學性質035
3.7不收斂的處理方法038
參考文獻039

第4章缺陷形成能 040
4.1缺陷簡介041
4.2帶電缺陷044
4.3表面吸附046
參考文獻049

第5章能帶結構 050
5.1半導體能帶051
5.1.1無外場下的能帶051
5.1.2有外場下的能帶053
5.1.3能帶計算054
5.2金屬能帶058
5.3拓撲半金屬能帶059
5.4有效質量計算060
5.5三維色散曲線062
5.6缺陷濃度效應063

第6章態密度分析 065
6.1半導體態密度066
6.1.1Si的態密度066
6.1.2CdSe的態密度067
6.2半導體雜質能級及態密度分析068
6.3絕緣體態密度069
6.4金屬態密度070
6.5投影態密度071
6.6d帶中心073
6.7波函數074

第7章電荷密度分析 076
7.1半導體電荷密度077
7.1.1平均電荷密度計算077
7.1.2半導體靜電勢080
7.1.3電荷密度空間分布082
7.2絕緣體電荷密度083
7.3Bader電荷083
7.4電荷密度分析應用084
7.5其他電荷密度計算087

第8章光學性質 089
8.1光學性質簡介090
8.2純Si的吸收光譜093
8.3缺陷的吸收光譜097
8.3.1中性缺陷097
8.3.2帶電缺陷101
8.3.3躍遷偶極矩102
8.4熒光光譜103
參考文獻104

第9章磁性理論 105
9.1磁性理論簡介106
9.2磁性能量計算109
9.2.1O2自旋極化磁性計算110
9.2.2VSi缺陷磁性計算113
9.2.3雙晶胞磁性計算115
9.3磁性色散曲線計算118
9.4自旋態密度及自旋分波態密度計算119
9.5自旋軌道耦合計算121
9.6缺陷誘導磁性的案例122
9.7磁性研究前沿125
參考文獻126

第10章聲子理論 127
10.1聲子理論簡介128
10.2聲子色散曲線及態密度計算131
10.2.1含一種原子的聲子色散曲線131
10.2.2含兩種原子的聲子色散曲線134
10.3熱力學性質計算138
10.4模式格林艾森參數138
10.5聲子輸運性質140

第11章材料計算熱點簡介 142
11.1二維材料簡介143
11.1.1表面建模143
11.1.2二維材料對稱性147
11.1.3異質結能帶對齊148
11.1.4材料表面鈍化150
11.1.5二維材料的力學性質計算150
11.1.6二維材料的光學性質計算152
11.2催化153
11.2.1臺階圖153
11.2.2d帶中心159

附錄 160
附錄1230種三維空間群的標記表160
附錄2vi常用命令162
附錄3gnuplot使用簡介164
附錄4Python用法簡介165
附錄5sumo工具167
附錄6vaspkit使用簡介169

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