教学内容安排与学习大纲：第一章分子动力学方法1、知识点群分子动力学原理；基本物理量的计算；晶体缺陷、相变、扩散的原子尺度模拟方法及计算实例2、教学内容第一节 材料问题的计算与模拟概述（1）Modeling 与 Simulation（2）时间与空间特征尺度第二节 分子动力学方法（1）分子动力学要素（2）体系内能（3）原子间相互作用势（4）初始构型（5）力的计算（6）近邻原子（7）周期性边界条件（8）积分算法（9）能量最小化方法（10）如何实现并行计算第三节 基本统计力学原理及物理量的计算（1）温度（T）（2）压强（P）（3）均方位移 ( MSD)与原子扩散（4）原子对分布函数 ( PDF)（5）膨胀系数、比热（6）弹性模量（7）空间、时间关联函数第四节 缺陷的结构与组态（1）结构缺陷（点缺陷、表面、界面、晶界、层错）（2）力学缺陷（位错、裂纹）（3）缺陷间交互作用第五节 相变（1）结构与相变（2）熔化与凝固、非晶转变（3）凝聚态物质中原子集体运动模式的描述第六节 不用计算机的“原子层次模拟”（1）Bubble Raft 模拟实验（2）气泡阀纳米压痕（3）胶质晶体（4）等离子体库仑晶体第七节 材料中原子尺度输运问题第八节 分子动力学软件包及可视化软件介绍第二章 电子结构和第一原理计算 1、知识点群Born Oppenheimer近似—绝热近似；密度泛函理论；自洽计算；平面波方法；紧束缚近似方法；赝势；能带结构；弹性常数2、教学内容第一节 量子力学基础（1） 波函数与薛定谔方程（2） Born Oppenheimer近似—绝热近似 （3） 密度泛函理论第二节 量子化学计算（1） 分子轨道理论 （2） 分子轨道从头计算法（3） 自洽计算（4） GAUSSIAN第三节 能带理论（1） Bloch定理与晶体能带（2） Bloch定理 （3） 能带（4） 能态密度第四节 能带计算（1）平面波方法 （2）紧束缚近似方法 （3）正交化平面波方法 （4）赝势（5）能带计算过程 （VASP）第五节 晶体物理性质的计算 （1）晶体的总能量 （2）能带结构 （3）能态密度 （4）弹性常数 （5）热力学性质 （6）光学性质（7）磁性

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为了切实使学生从计算材料学课程中学到知识，建立起科学的理念，掌握基本的原理和方法，本课程采用平时成绩（50%）、期末考试（50%）的考核模式，加强了平时的考核权重，让学生在听课和讨论中深化了解，加深切身感悟，为重点加强学生思维和动手能力的培养创造条件。

• 1)分子模拟—从算法到应用. Frenkel, Smit. 化学工业出版社 (2002) ；(原书：Frenkel, D., and B. Smit. Understanding Molecular Simulation. 2nd ed. Burlington, MA: Academic Press, 2001）2)计算材料学. D. Raabe编著, 项金钟, 吴兴惠译. 化学工业出版社 (2002) (原书：Raabe D. Computational materials science. Wiley, 1998）3)计算材料学基础. 张跃, 谷景华, 尚家香, 马岳. 北京北京航空航天大学出版社 (2007)4)计算化学—从理论化学到分子模拟. 陈敏伯. 科学出版社 (2009)5)Handbook of Materials Modeling. S. Yip, Springer, New York (2005)