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子聿学长 · 公众号 · · 2025-01-07 08:30

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密度泛函理论（DFT）计算在凝聚态物理和材料科学领域中扮演着至关重要的角色，它是一种强大的工具，用于揭示材料的电子结构、预测物理化学性质，以及理解复杂化学过程中的原子尺度现象。DFT计算能够从量子层面提供对材料内部电子排布、能带结构、原子间相互作用以及声子特性等微观细节的深入洞察，使得科学家能够预测和解释实验观察到的宏观性质。

在研究光合作用中氧气释放、铁电材料以及新型能源材料等领域，DFT计算的应用已成为理解这些复杂系统的基本手段。DFT计算的必要性在于，它提供了一种从第一性原理出发，对材料内部电子结构和原子间相互作用进行精确描述的手段，这对于理解和预测材料的物理性质至关重要，尤其是在涉及复杂电子相互作用和应变效应的情况下。

DFT计算能够揭示材料在不同应变状态下的动态特性，预测新的铁电相，以及理解光合作用中氧气释放的微观机制。这些计算结果不仅加深了我们对材料性质的理解，还为实验设计和新材料的开发提供了理论指导。因此，DFT计算在材料科学和凝聚态物理的研究中扮演着不可或缺的角色，它不仅是连接实验观测和理论预测的重要桥梁，也是探索新型材料和拓扑相的物理机制的关键工具。

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