第一原理計算入門
第一原理計算とは：格子定数・バンドギャップ・生成エネルギーを、実験で測り、計算で求めて比べる
材料を作る前に、コンピュータで何がどこまで分かるのか。原子の並びから電子を解く第一原理計算は、何を入れて何を返し、その答えを実験とどう比べて読めばよいのか。
このシリーズのゴール
格子定数・バンドギャップ・生成エネルギーの三つについて、実験で何を測り、計算で何を求め、両者がなぜ、どれくらいずれるかを説明できるようになる。VASP や Quantum ESPRESSO の入力が何を決めているかを、言葉で読めるようになる。
扱わない話題
- ソフトのインストールと操作の手順
- 分子を対象にする量子化学の計算と、原子の周りに局在した関数を使う計算の方式
- 分子動力学
- 数式の導出
- 電子の相関が強い物質やスピンの専門の手法
- 機械学習の手法そのもの
- 第一原理計算とは：原子の並びから性質を予測する仕組みと使い道
第一原理計算とは、原子の種類と並びを入れて量子力学の方程式を近似的に解き、作る前に材料の性質を見積もる計算である。何を入れて何が返るか、格子定数・バンドギャップ・生成エネルギーと実験の対応、使い道と限界を説明する。
