Density Functional Methods in Physics (Nato a S I Series Series B, Physics) pdf epub mobi txt 電子書下載2026

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出版者:Springer

作者:

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1985-05-31

價格:USD 211.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780306419263

叢書系列:

圖書標籤:

Density Functional Theory
Physics
Quantum Chemistry
Computational Physics
Condensed Matter Physics
Electronic Structure
Nato ASI Series
Materials Science
Solid State Physics
Theoretical Physics

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具體描述

量子力學與固體物理的基石：密度泛函理論在物理學中的應用《密度泛函方法在物理學中的應用》（Density Functional Methods in Physics）一書，雖然其名稱直接點明瞭核心主題，但其內容遠不止於理論框架的介紹，更深入地探討瞭密度泛函理論（DFT）作為一種強大的計算工具，在現代物理學研究，尤其是固體物理、凝聚態物理以及量子化學等領域所扮演的關鍵角色。本書並非一本簡單的教科書，而是一部為研究者和高級學生量身打造的深度指南，旨在揭示DFT如何從根本上革新我們理解和預測物質性質的方式。本書首先會追溯密度泛函理論的起源和發展曆程，從 Hohenberg-Kohn 定理的奠基性工作開始，逐步深入到 Kohn-Sham 方程的構建以及各類交換-關聯泛函的演變。讀者將瞭解到，DFT的核心思想在於將多體電子係統的復雜性，通過電子密度這一更易處理的量來概括，從而極大地簡化瞭計算。然而，理解DFT的精髓並非易事，書中會詳細闡述其背後的數學和物理原理，包括瞭泛函的精確定義、近似方法的優劣分析，以及各種泛函（如 LDA、GGA、混閤泛函等）在不同體係中的適用性和局限性。作者會通過清晰的推導和概念性的解釋，幫助讀者建立對 DFT 理論基礎的深刻認識。隨後，本書將聚焦於 DFT 在實際物理學問題中的廣泛應用。在固體物理領域，DFT 是研究材料電子結構、晶格動力學、磁性、超導性等性質的不可或缺的工具。書中會詳細介紹如何利用 DFT 計算材料的能帶結構，理解其導電性、光學性質以及電子態密度。讀者將學習到如何模擬晶體結構，計算聲子譜，從而理解材料的穩定性和熱學性質。此外，DFT 在研究閤金、點缺陷、錶麵與界麵、以及非晶態材料等復雜體係中也發揮著重要作用，本書將通過具體的案例分析，展示 DFT 如何揭示這些體係的獨特物理行為。在凝聚態物理領域，DFT 的應用範圍同樣極其廣泛。從傳統的半導體材料到前沿的拓撲材料、強關聯電子體係，DFT 都提供瞭強大的計算支撐。書中會探討 DFT 在理解磁性材料的磁矩、磁各嚮異性以及磁相變中的應用。對於超導材料，DFT 可以用來計算電子-聲子耦閤強度，預測超導轉變溫度。此外，在研究納米材料、低維材料（如石墨烯、量子點）以及材料在外部場（電場、磁場、應力）作用下的響應時，DFT 同樣能夠提供精確的預測。本書會深入剖析 DFT 在這些復雜體係中的計算技巧和理論解釋，引導讀者如何有效地利用 DFT 來解決實際的科學問題。除瞭上述領域，本書還會拓展到量子化學和分子物理的交叉應用。盡管本書的側重點在物理學，但 DFT 的原理和方法也已成為量子化學計算的核心。書中會簡要介紹 DFT 如何應用於分子結構優化、反應路徑分析、光譜性質預測以及分子動力學模擬等。這部分內容有助於讀者理解 DFT 的普適性，並認識到其在不同科學分支中的統一性。此外，本書還關注 DFT 方法的最新進展和挑戰。例如，對於強關聯電子體係，傳統的 DFT 方法在描述電子之間強烈的相互作用方麵存在局限性，本書會介紹如何將 DFT 與其他方法（如 DMFT、GW近似）相結閤，以剋服這些挑戰。同時，對準確性和計算效率的追求也促使研究者不斷開發新的交換-關聯泛函，以及發展更高效的計算算法和軟件。本書會梳理這些前沿研究方嚮，並對未來 DFT 的發展趨勢進行展望。在閱讀本書的過程中，讀者將不僅僅是被動地接受理論知識，更會被引導去思考 DFT 的局限性以及如何規避和改進。作者會強調，理解不同泛函的物理內涵和適用範圍至關重要，並鼓勵讀者批判性地評估 DFT 計算結果的準確性。書中還會提供關於如何選擇閤適的計算參數、如何進行收斂性測試以及如何解釋計算結果的實踐性建議。總而言之，《密度泛函方法在物理學中的應用》是一本旨在賦予讀者使用 DFT 工具解決復雜物理問題的能力的書籍。它不僅僅是理論知識的堆砌，更是理論與實踐相結閤的典範。通過深入淺齣的講解，輔以豐富的實例，本書將引領讀者走進密度泛函理論的世界，理解其在現代物理研究中的核心地位，並為讀者在各自的研究領域中開闢新的視野。無論你是對材料的電子結構感到好奇，還是對凝聚態物質的集體行為充滿探索欲，亦或是希望在量子世界中尋找規律，本書都將是你不可或缺的有力助手。