《Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules.doc

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1、《ElectronicStructureCalculationsforSolidsandMolecules：TheoryandComputationalMethods》教材评介李洪宽（南开大学化学学院应用化学硕士）一、本书概况《ElectronicStructureCalculationsforSolidsandMolecules:TheoryandComputationalMethods》（固体和分子的电子结构计算：理论与计算方法）一书是由剑桥大学出版社于2006年出版。本书由JorgeKohanoff

2、博士编写。全书共12章，348页。二、作者简介JorgeKohanoff博士是贝尔法斯特皇后大学应用数学与理论物理研究中心的高级讲师，曾在阿根廷布宜诺斯艾利斯大学和意大利德里亚斯特高等研究所学习，然后在苏黎世和瑞士的IBM研究实验室工作，并在苏黎世联邦理工学院获得博士学位。在法国做了几年的博士后研究工作后，JorgeKohanoff博士在意大利德里亚斯特理论物理研究中心主持领导电子结构和计算物理的研究工作。他在国际著名杂志上已经发表50多篇论文，包含量子力学、统计力学、Car-Parrinello分子动力

3、学模拟中的计算方法和应用。三、本书的主要内容及适读人群1.本书的主要内容凝聚态物理和理论化学中的电子结构计算为人们深入理解物质的性质提供十分重要的手段。本书从最简单的一些近似到最复杂的计算方法，系统的描述了研究分子和固体中电子行为中主要的理论方法和计算技术。全书一共分为两个部分：第一部分详细介绍了分子和固体电子结构计算中各种理论方法，包括：密度泛函方法(DFT)和基于HF理论的化学方法。从最基本的近似——绝热近似、经典核近似、局域密度近似、广义梯度近似——到最新的研究进展和DFT中其它一些方法都一一作了系

4、统而详细的介绍。第二部分讨论了DFT和Hartree–Fock理论应用于解决实际问题的一些计算技术和技巧，包括常用的基组——平面波、高斯基组、扩展方法——和常用的计算技巧。最后一章还介绍了对角化、自洽和第一性原理分子动力学模拟(Car–ParrinelloMoleculeDynamics)。2.本书适读人群与电子结构计算领域其它书籍不同的是，本书面向物理和化学专业从事该领域的研究的研究生，旨在促进两个不同群体之间的交流。它也适合作为所有进入分子和固体电子结构计算领域的研究人员的参考书。本书写的浅显易懂，没

5、有复杂的公式推导，是该领域很好的入门教材。四、本书主要特点1.多个计算领域知识理论的融合理论计算是一个十分广泛和相当复杂晦涩的研究领域。当一个研究生踏入一个新的研究领域时，根据自己研究小组的实际情况，他或她接触到的通常是本领域中很小的一部分，这对于固体和分子的电子结构计算领域也是如此。学生们根据自己的课题，常常是研究不同的体系，如：分子，表面，液体，缺陷或磁性体系，仅仅是利用一种特定的理论方法，使用一种或几种特定的计算技术。这是可以理解的，从二三十年代的Hartree,Fock,Slater,Thomas

6、,Fermi,Bloch,DiracandWigner的开拓性工作到现今的电子相关的最新进展，本领域的发展是建立这在几十年中各个子领域的研究人员不断地研讨、交流与合作的基础上积累沉淀得到的，要想迅速地掌握这些内容是十分的困难的。虽然在密度泛函理论，固体物理，量子化学，电子结构方法和第一性原理分子动力学模拟领域中都不乏十分优秀的书籍和综述，但是如果把这些领域中的知识理论能够融合在一本书中，这对于刚接触这个领域的研究生、博士后和相关研究人员都是十分有益的。通过本书，他们能够迅速掌握各种理论方法和近似的基本思想

7、，与此同时，也可以学到很多的计算技术和策略来解决实际问题。1.内容简练，适用范围广通常，物理学家喜欢利用DFT理论，而化学家则倾慕于Hartree-Fock及其衍生的理论，如今，随着两个群体之间交流的密切，诞生了很多成功的计算策略，由此可见促进不同学科间的交流是十分有益的。本书很好的实现了多个计算领域的理论知识的融合，内容写得凝练，适合物理和化学领域的相关研究人员阅读，很好的做到了学科间的连接和交融。一、本书目录前言符号列表缩略列表第一部分理论1.物质的结构问题1.1绝热近似1.2经典核近似2.电子问题2

8、.1静电屏蔽：Gouy–Chapman与Debye–Hückel分析2.2对相关函数2.3电子体系的多体理论3.量子多体理论：化学方法3.1Hartree–Fock近似3.2后-Hartree–Fock方法4.密度泛函理论4.1Thomas–Fermi理论4.2现代密度泛函理论4.3动力学相关：绝热联接4.4Kohn–Sham理论的评介5.DFT中的交换和相关：各种近似及其性能5.1局域密度近似5.2梯度扩展5.3非局域性：权