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【分享】Computational Quantum Mechanics for Materials Engineers (2007 Springer)
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在网上搜索到一本不错的书，Springer在2007年出版，特发到小木虫上共享给大家。此书主要叙述了基于量子力学的计算与模拟，先是介绍了各种计算的方法，接着给出了很多应用的实例，实例的说明较为充分和详细，感觉这本书更侧重于应用，我觉得应用的例子是此书很大的亮点，不像很多书只提理论，不结合具体应用，让学习的人半天摸不到头脑。具体的目录我copy在下面了，大家可以看一看，全书共238页，大小为2.72M，不像有的外文书很长，让人望而生畏，所以此书作为计算模拟的辅助参考还是很方便很简洁的。喜欢的话，可以去后面的链接处下载，资源不会过期，先来的后到的都能下载。 Computational Quantum Mechanics for Materials Engineers Contents Part I The Method 1 Basics of Electronic Structure Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 Density Functional Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Methods for Solving the Kohn.Sham Equations . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Chemical and Magnetic Disorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 Resum′e of the EMTO Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4.1 The Present Monograph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.2 Genuineness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4.3 The EMTO Program Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2 Exact Muffin-tin Orbitals Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1 The Exact Muffin-tin Orbitals Formalism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.1 Optimized Overlapping Muffin-tin Wells . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.2 Exact Muffin-tin Orbitals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.1.3 Kink Cancelation Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1.4 Overlap Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.1.5 The Fermi Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2 Electron Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3 The Poisson Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.1 Spherical Cell Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.2 The Effective Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.3.3 Potential Sphere Radius sR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3 Slope Matrix . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.1 Inhomogeneous Dyson Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.1.1 The High.Low Off-diagonal Slope Matrix . . . . . . . . . . . . 40 3.1.2 Energy Derivatives of Sa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.2 Hard Sphere Radius aR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.3 Real Space Cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.4 Numerical Determination of the Slope Matrix . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4.1 Systems with Narrow Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4.2 Systems with Wide Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.4.3 Two-center Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4 Full Charge Density Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.1 Shape Function Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.1.1 Numerical Calculation of the Shape Function . . . . . . . . . 61 4.1.2 The l-convergence of the Shape Function . . . . . . . . . . . . . 65 4.2 The FCD Total Energy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 4.2.1 Kinetic Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.2.2 Exchange-correlation Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.2.3 Intra-cell Electrostatic Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.2.4 Inter-cell Electrostatic Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 4.2.5 Electrostatic Interaction of Neighboring Cells . . . . . . . . . 71 4.2.6 The l Summations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5 The EMTO-CPA Method. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.1 Coherent Potential Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.2 Fundamentals of the EMTO-CPA Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.2.1 Average EMTO-CPA Green Function . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.2.2 Full Charge Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 5.2.3 The EMTO-CPA Effective Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.2.4 The EMTO-CPA Total Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.3 EMTO-CPA Method versus Other CPA Methods . . . . . . . . . . . . 93 Part II Applications 6 Ground-state Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 6.1 Equation of State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 6.2 Single Crystal Elastic Constants . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 101 6.2.1 Numerical Calculation of the Elastic Constants . . . . . . . . 103 6.3 Polycrystalline Elastic Constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.3.1 Averaging Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.4 Surface Energy and Stress . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 6.4.1 Numerical Calculation of the Surface Energy and Stress 116 6.5 Stacking Fault Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6.5.1 Numerical Calculation of the Stacking Fault Energy . . . 118 6.6 Some Ideas about the Atomistic Modeling of the Mechanical Properties of Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 6.7 Recommendations for EMTO Calculations . . .. . . . . . . . . . 121 7 Ordered Solids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 7.1 Simple and Transition Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 7.1.1 Equilibrium Bulk Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 7.1.2 Vacancy Formation Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 7.1.3 Surface Energy and Stress of Transition Metals . . . . . . . . 132 7.2 Non-metallic Solids . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 7.2.1 Equation of State for Selected Semiconductors and Insulators . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 7.2.2 Elastic Properties of Solid Helium under Pressure . . . . . 137 7.2.3 The Magnesium-silicate and Scandium-aluminate Perovskites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 7.3 Transition-metal Nitrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 8 Binary Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 8.1 The Single-site Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 8.2 Light Metal Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 8.2.1 Aluminum.Lithium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 8.2.2 Other Aluminum-based Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 8.2.3 Magnesium.Aluminum Diboride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 8.3 Hume.Rothery Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 8.3.1 Copper.Zinc Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 8.3.2 Cubic Silver.Zinc Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 8.3.3 Hexagonal Silver.Zinc Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 8.4 Binary Transition-metal Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 8.4.1 Iron.Magnesium Alloys at High Pressure . . . . . . . . . . . . 173 8.4.2 Elastic Constants of Vanadium.Niobium Alloys . . . . . . . 175 8.4.3 Ferromagnetic Fe-based Binary Alloys . . . . . . . . . . . . . . . 178 8.4.4 Paramagnetic Fe-based Binary Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . 179 8.5 Cerium.Thorium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 8.6 Surface Concentration Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 9 Iron.chromium.nickel Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 9.1 Modeling the Alloy Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 9.2 Elastic Properties of Alloy Steels . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 191 9.2.1 Elastic Constants of FeCrNi Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 9.2.2 Elastic Property Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 9.2.3 Quaternary FeCrNi-based Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 9.2.4 Misfit Parameters of FeCrNiM Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . 198 9.3 Stacking Fault Energy of Alloy Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 9.3.1 Theoretical Stacking Fault Energy versus Experimental Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 9.3.2 Magnetic Stacking Fault Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Part III Auxiliary Material A Exchange-correlation Approximations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 A.1 Local Density Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 A.2 Generalized Gradient Approximation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 A.3 Local Airy Gas Approximation . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 213 B Mathematical Relations . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 215 B.1 Real Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 B.2 Rotation Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 B.3 Bessel and Neumann Functions . . . . . . .. . . . . . . . . . 217 B.4 Residue Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 219 C Self-consistent Total Energy Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 C.1 Numerical Details for Chapter 7 . . . . . . . . . . . . . . 221 C.2 Numerical Details for Chapter 8 . . . . . . . . . . . . . . 222 C.3 Numerical Details for Chapter 9 . . . . . . . . . . . . . . 222 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 下载地址：http://www.namipan.com/d/d8409ff ... 2604d5e01516d882b00 注：下载时会提示输入密码，密码为123.希望这本书能给大家的学习实验带来一定的帮助，o(∩_∩)o... 如果发现下载链接打不开或者出错，请通过站内发短消息联系我，收到消息后我会尽快解决链接问题以方便大家下载资源。 [ Last edited by nightbai on 2008-8-27 at 00:57 ] |
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