目 錄
第1章 第一性原理的計算方法 001
1.1 多粒子體系的薛定諤方程 002
1.2 近似基礎(chǔ) 002
1.2.1 Born-Oppenheimer近似 002
1.2.2 Hartree-Fock近似 003
1.3 密度泛函理論 005
1.3.1 Thomas-Fermi-Dirac近似 005
1.3.2 Hohenberg-Kohn定理 006
1.3.3 Kohn-Sham方程 007
1.3.4 交換關(guān)聯(lián)泛函 009
1.4 布洛赫理論 010
1.5 平面波基函數(shù) 011
1.6 贗勢 012
1.6.1 超軟贗勢（USPP） 013
1.6.2 投影綴加平面波（PAW）贗勢 014
1.7 相關(guān)計算軟件簡介 015
1.7.1 VASP 015
1.7.2 PHONOPY 016
1.7.3 BoltzTraP 016
1.7.4 TransOpt 017
1.7.5 ShengBTE 018
1.7.6 VASPKIT 019
1.7.7 PyProcar 020
1.7.8 Siesta 021
本章參考資料 021
第2章 熱電相關(guān)理論 027
2.1 熱電效應(yīng) 028
2.1.1 Seebeck效應(yīng) 028
2.1.2 Peltier效應(yīng) 029
2.1.3 Thomson效應(yīng) 029
2.1.4 湯姆遜（開爾文）關(guān)系 030
2.2 形變勢理論 030
2.3 電子的熱電輸運性質(zhì) 031
2.3.1 玻爾茲曼輸運方程 031
2.3.2 電子弛豫時間 033
2.3.3 熱電器件工作原理及熱電優(yōu)值 035
2.4 晶格熱導(dǎo)率的計算方法 037
2.4.1 迭代求解玻爾茲曼方程 037
2.4.2 Slack模型 038
2.4.3 Clarke模型 039
2.5 二維熱電材料的研究進展及優(yōu)化方法 040
本章參考資料 042
第3章 壓電相關(guān)理論 047
3.1 壓電效應(yīng)及其原理 048
3.2 壓電系數(shù)的計算方法 049
3.2.1 貝里相近似理論 050
3.2.2 密度泛函微擾理論（DFPT） 051
3.2.3 二維材料壓電系數(shù)的計算過程 053
3.3 二維壓電材料的研究進展及優(yōu)化方法 056
本章參考資料 060
第4章 二維ⅥA族材料晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計 069
4.1 石墨烯（Graphene） 070
4.1.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 070
4.1.2 石墨烯的合成 071
4.1.3 石墨烯的應(yīng)用 071
4.2 過渡金屬雙硫化物（TMDCs） 071
4.2.1 過渡金屬雙硫化物晶體結(jié)構(gòu)及其優(yōu)異性能 071
4.2.2 過渡金屬雙硫化物的研究與應(yīng)用 073
4.2.3 過渡金屬雙硫化物的合成方法 075
4.3 一元ⅥA族元素材料晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計 075
4.3.1 碲烯（Tellurene）和硒烯（Selenene） 075
4.3.2 碲烯的多層結(jié)構(gòu) 078
4.4 二元和三元ⅥA族元素結(jié)構(gòu)設(shè)計 080
本章參考資料 082
第5章 二維ⅥA族碲烯和硒烯的物理性質(zhì)研究 087
5.1 概述 088
5.2 碲烯和硒烯晶體結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 089
5.3 電子能帶和光學(xué)性質(zhì) 092
5.4 遷移率 094
5.5 晶格熱導(dǎo)率和熱電優(yōu)值 095
5.6 壓電性質(zhì) 096
5.7 拓撲性質(zhì) 098
本章參考資料 100
第6章 1T相二元ⅥA族化合物輸運性質(zhì)的理論研究 105
6.1 研究背景和意義 106
6.2 計算模型和理論 107
6.3 結(jié)果與討論 108
6.3.1 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 108
6.3.2 電子性質(zhì) 110
6.3.3 電輸運性質(zhì) 112
6.3.4 熱輸運性質(zhì) 118
6.4 本章小結(jié) 123
本章參考資料 124
第7章 Janus ⅥA族二元化合物壓電、熱電性質(zhì)和Rashba效應(yīng)的
理論研究 133
7.1 研究背景和意義 134
7.2 理論模型和計算細節(jié) 135
7.3 結(jié)果與討論 135
7.3.1 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 135
7.3.2 能帶結(jié)構(gòu)及Rashba效應(yīng) 137
7.3.3 自旋紋理和六邊形翹曲效應(yīng) 141
7.3.4 雙軸應(yīng)變對能帶及Rashba效應(yīng)的調(diào)控 144
7.3.5 勢函數(shù)和局域電荷密度 149
7.3.6 壓電性質(zhì) 150
7.3.7 熱電性質(zhì) 153
7.4 本章小結(jié) 160
本章參考資料 161
第8章 Janus ⅥA族三元化合物的壓電、熱電性質(zhì)和Rashba效應(yīng)的
理論研究 171
8.1 引言 172
8.2 理論模型和計算細節(jié) 173
8.3 結(jié)果與討論 174
8.3.1 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 174
8.3.2 電子性質(zhì)、Rashba自旋劈裂和自旋投影紋理 177
8.3.3 光吸收系數(shù) 182
8.3.4 壓電性質(zhì) 183
8.3.5 電輸運性質(zhì) 184
8.3.6 熱輸運性質(zhì) 187
8.4 本章小結(jié) 192
本章參考資料 192
第9章 應(yīng)變調(diào)控1T相ⅥA族化合物Se2Te和SeTe2熱電性質(zhì)的
理論研究 201
9.1 研究背景和意義 202
9.2 理論方法和計算細節(jié) 203
9.3 結(jié)果與討論 203
9.3.1 穩(wěn)定性和電子性質(zhì) 203
9.3.2 電輸運性質(zhì) 207
9.3.3 晶格熱導(dǎo)率 207
9.3.4 熱電優(yōu)值（ZT） 212
9.4 本章小結(jié) 215
本章參考資料 216
第10章 ⅥA族元素的衍生物Janus CrXY（X, Y=S, Se, Te）的Rashba自旋分裂和壓電響應(yīng)的研究 221
10.1 概述 222
10.2 Janus CrXY的穩(wěn)定性 222
10.3 Janus CrXY的電子能帶結(jié)構(gòu) 225
10.4 Rashba效應(yīng) 229
10.5 壓電效應(yīng) 234
10.6 本章小結(jié) 237
本章參考資料 238
第11章 ⅥA族元素的衍生物CrX2（X=S，Se，Te）的電子結(jié)構(gòu)、
力學(xué)性能、壓電和熱輸運性能的研究 243
11.1 概述 244
11.2 CrX2的晶體結(jié)構(gòu)和聲子譜雙軸應(yīng)變調(diào)控 244
11.3 雙軸應(yīng)變對CrX2電子能帶的調(diào)控 249
11.4 雙軸應(yīng)變對CrX2機械性質(zhì)的調(diào)控 251
11.5 雙軸應(yīng)變對CrX2壓電系數(shù)的調(diào)控 254
11.6 雙軸應(yīng)變調(diào)控CrX2的熱輸運性質(zhì) 256
11.7 本章小結(jié) 257
本章參考資料 258
附錄A 關(guān)鍵詞索引 261
附錄B 部分輸入文件和晶體結(jié)構(gòu) 265