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• VASP自洽计算的迭代过程中，如何判断是否达到自洽收敛？

  在 VASP 自洽计算（SCF）的迭代过程中，判断自洽收敛的核心依据是两次相邻迭代的总能量差或电子密度差，小于预设的收敛阈值，具体可从参数设置和输出文件信息两个层面来判断。 一、 核心收敛判据 VASP 的 SCF 迭代收敛主要通过两个维度判定，且二者是关联的： 1、总能量差判据（核心） 自洽迭代的本质是让体系总能量趋于稳定。VASP 通过参数 EDIFF 设定总能量的收敛阈值，单位为 eV。 当

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  3小时前
• 量化计算能量震荡的处理方法

  量化计算中，涉及在柔性体系以及大体系的计算时（td激发态计算也常常出现能量震荡），经常出现能量震荡导致结构难以正常结束。本文将介绍处理能量震荡的一般解决方法。首先需要了解能量震荡的本质是什么，量化计算的本质就是在势能面上搜索能量最小点，但是实际上势能面并不是如下面右图中的鞍点一样平滑。真实的情况是势能面上遍布“势阱“（即局部能量最小值点）。当梯度算法无法跳出势阱在其边缘”震荡“的表现（如图2）。

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  01/22 08:29
• Gaussian 计算分子偶极矩

  一、什么是偶极矩 偶极矩（Dipole Moment）是描述分子中电荷分布不对称程度的矢量物理量，定义为正负电荷中心之间的距离乘以电荷量。单位为Debye（D）。它的大小反映分子极性（数值越大，极性越强，如水分子约1.85 D，非极性分子如CO₂为0 D），方向从负电荷中心指向正电荷中心。 偶极矩的主要作用包括：判断分子极性影响溶解性、沸点和分子间力；在药物设计中评估静电相互作用；在非线性光学和溶

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  01/20 09:19
• 如何提升COMSOL模型计算效率

  一、使用对称边界条件 求解复杂模型时，我们通常希望减少求解时间，提高计算效率。对于具有对称性的模型，如圆柱、球型等，可以利用对称边界条件减小计算量。 通过对称边界条件，模型的大小减小至少一半，只对模型的一部分进行求解，有效减少计算所需的时间和资源。 需要提醒的是，设置边界条件时需要特别注意模型的对称类型是对称的，还是反对称的。因此对称边界条件在提升计算效率的同时，也会引入更加复杂的边界条件。 二、

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  01/19 08:21

  COMSOL
• 量子化学：HOMO/LUMO，从定义到应用

  一、HOMO 与 LUMO 是什么？ HOMO（Highest Occupied Molecular Orbital）：最高已占据分子轨道，常对应最易被氧化或易失电子的能级。 LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）：最低未占据分子轨道，常对应最易被还原或易接受电子的能级。 两者统称“前线轨道（Frontier Orbitals）”。它们的能量差（能隙 Δ

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  01/15 16:26
• 量子化学：什么是表面重构？

  一、什么是表面重构？ 表面重构是指催化剂表面在特定条件下表面原子排列、结构构型或电子态密度的再组织过程。 在电催化反应中，外加电位和电解质组成可引起电催化剂的表面形貌、晶相、化学价态和配位环境的变化。这些变化可以显著影响催化剂的活性和选择性，从而决定反应效率和产物分布。 二、表面重构的核心机制 电化学驱动：在电催化中，外加电位和电解质会改变表面形貌、晶相和价态，从而优化催化活性。 热力学驱动：表面

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  01/14 16:09

  量子
• Gaussian计算中的溶剂模型：显式与隐式

  在现实化学反应中，几乎所有过程都发生在溶液中。然而，许多量子化学计算(尤其在Gaussian中)默认是在"真空"中进行的，也就是气相计算。这会导致能量、结构、反应势垒与实验值偏差显著。溶剂并非只是一个惰性的反应介质。它能稳定电荷分布、调节过渡态能量、改变反应通道在极性反应中，溶剂效应甚至能主导整个反应走向。 因此，在理论计算中正确地引入溶剂效应，不仅是提升计算精度的技巧，更是贴近真实化学的必要步骤

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  01/14 08:42
• COMSOL仿真干货分享：如何通过二维平面创建三维对象

  在有限元仿真建模中，COMSOL Multiphysics作为多物理场仿真工具，经常需将二维平面几何扩展为三维实体以贴近真实物理场景。本文结合科研实践，详细介绍拉伸和旋转两种方法的操作逻辑及参数优化技巧，助力大家高效完成三维建模。 一、拉伸 新建一个三维组件。 在几何中右键，选择添加工作平面。 在工作平面下的平面几何中，可以导入或绘制二维几何模型。 右键平面几何，或从导航栏添加拉伸。 在拉伸中，设

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  01/13 09:55

  COMSOL
• 第一性原理：金属、半导体、绝缘体的区别与VASP模拟要点

  在材料科学中，根据电子导电行为，材料可分为金属、半导体和绝缘体。这三种材料的差异主要源于其能带结构（band structure）：价带（valence band）和导带（conduction band）之间的带隙（band gap）决定了电子是否能自由移动。 带隙是电子从价带跃迁到导带所需的最小能量，金属带隙为零，半导体中等（约0.1-4 eV），绝缘体较大（>4 eV）。以下是详细介绍：

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  01/10 09:22
• 第一性原理：磁性材料的分类及计算方法

  一、磁性材料的分类 磁性材料根据对外加磁场的响应，主要分为五大类：抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性。分类依据是材料的磁化率χ（χ > 0 为吸引，χ < 0 为排斥）。 1、抗磁性（Diamagnetism） 材料在磁场中产生反向磁场，被排斥。χ ≈ -10⁻⁵，很弱。所有材料都有抗磁贡献，但通常被其他磁性掩盖。抗磁性材料（如铜、水）中的电子会形成一个微小的、与外加磁场方向相

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  01/09 09:14

  磁性材料
• 有限元模型中的异常红点：奇异点的产生

  一、什么是奇异点（Singularity） 在有限元分析中，我们常常会遇到这样一种情况： 在模型无法收敛时，我们有时会尝试细化网格，期望计算结果能够趋于稳定。 然而，有时我们会发现，无论如何细化网格，在某些特定位置，如拐角处，细化网格的场都无法收敛，不会趋于稳定。 这种在有限元分析计算时，在某些方面表现出无限大特性的点，就称为奇异点。 在固体力学中，奇点往往表现为异常高的应力峰值；在电磁场中，会表

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  01/08 08:33
• 第一性原理：VASP计算中K点的选择

  在材料科学和计算物理领域，VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）作为一款强大的第一性原理计算软件，被广泛用于模拟材料的电子结构、能带、态密度等性质。其中，K点的选择是计算过程中的关键步骤，直接影响计算的准确性和效率。本文将详细介绍K点的概念、选择方法、在VASP中的设置以及收敛测试，帮助初学者快速上手。如果你正准备进行VASP计算，这部分内容希望可以为你

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  01/07 08:37
• 第一性原理：VASP 计算中的能带结构

  在第一性原理计算软件VASP中，能带结构（Band Structure）是研究材料电子性质的核心内容之一。通过计算材料的能带图，我们可以直观了解电子在晶体中的能量分布，从而判断材料的导电类型：金属、半导体、绝缘体或半金属等。本文将详细介绍VASP中能带结构的计算流程、解读方法，以及基于能带结构的材料分类。 一、什么是能带结构？ 固体中的电子能级不再是离散的，而是形成连续的能带。价带（Valence

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  01/06 09:01
• 量子化学：分子轨道中的开壳与闭壳

  在量子化学计算中，“开壳（open-shell）”与“闭壳（closed-shell）”是两个经常出现却容易混淆的概念。它们不仅反映了体系的电子构型，更决定了自旋状态、反应活性、磁性乃至计算结果的可靠性。尤其在 Gaussian 计算中，正确区分体系是开壳还是闭壳，不仅影响能量的准确性，也关系到计算是否能正常收敛。本文将从概念出发，结合 Gaussian 的实际应用，带你系统理解这两种的“根本差异

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  01/05 08:46

  量子
• 量子化学：什么是静电势？

  静电势（Electrostatic Potential）是量子化学中描述分子周围电场特性的一个关键物理量。它直观地反映了分子的电荷分布、反应活性位点及分子间相互作用模式。 其代表的物理意义是：将一个单位正试探电荷从无穷远处（此处电势定义为零）移动到该点时，静电场力所做的功。 一、物理意义与特征 值得注意的是，静电势是一个标量场。 可以理解为分子周围的一张“能量地形图”。 空间中每一点都有一个数值，

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  01/03 13:05

  量子
• 什么是软硬酸碱理论？

  前言 为什么某些配合物稳定，而另一些却极易分解？为什么有机反应中电子丰富的烯烃对不同亲电试剂的反应性差异如此之大？传统的 Brønsted 酸碱理论和 Lewis 酸碱理论虽然为我们提供了化学反应的基本框架，但仍不足以解释许多键合偏好与反应选择性。为此，Pearson于1963 年提出了软硬酸碱理论（HSAB），以一种更接近“电子结构直觉”的方式描述酸与碱的匹配规律。 本文将以通俗的方式带你系统理

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  01/03 13:03
• COMSOL进行有限元仿真，Heaviside单位阶跃函数是怎么回事？

  在COMSOL中，有一个经常被忽略的关键函数，就是Heaviside 函数。它将“有/无”的逻辑引入连续场中，在涉及相变、界面追踪等问题中常常会被用到。 一、定义 Heaviside函数，又称单位阶跃函数，在数学上通常定义为 当t为负时，函数值为0，t为正时，函数值为1，函数的变化在0点处发生。 关于t=0的取值，在数学上有不同约定，常见取0、0.5、1。 二、物理意义 Heaviside常用于表

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  2025/12/30
• 量子化学：什么是吸附机理？

  吸附机理的研究与量子化学密切相关，量子化学为其提供了重要的理论基础和分析工具。 具体来说，吸附机理，特别是化学吸附，涉及吸附质与吸附剂表面原子之间的电子层面相互作用，如化学键的形成或断裂。量子化学作为应用量子力学原理研究化学问题的学科，能够从微观角度揭示这些过程的本质。 一、什么是吸附机理 吸附是指吸附质从流体相（气体或液体）转移到固体表面的过程，根据作用力的性质，吸附主要分为物理吸附与化学吸附两

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  2025/12/29

  量子 DFT
• 量子化学中的激发态计算的原理与应用

  在光谱学和光化学研究中，我们常常会遇到这样的问题：一个分子吸收了光之后会发生什么？它的电子是如何被激发的？光吸收峰的位置和强度又与什么有关？ 要回答这些问题，激发态计算（Excited-State Calculation）就成了关键。它是连接分子结构与光谱性质的桥梁，使理论化学家能够用计算机“看到”分子在光照下的反应。 激发态计算是量子化学中研究分子吸收能量后电子跃迁至较高能级状态的重要方法，其核

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  2025/12/25

  量子 光谱
• 第一性原理计算：什么是晶体缺陷？

  一、什么是晶体缺陷？ 晶体缺陷是指实际晶体中原子、离子或分子排列偏离理想完美周期性结构的局部不规则区域。在理论上，理想晶体中的粒子应严格按照空间格子重复排列，但现实材料由于生长过程、热运动、外部辐照或机械应力等因素，总会引入各种不完善。这些缺陷虽被称作“不完美”，却往往是调控材料性能的关键，例如增强金属塑性、改善半导体导电性或提升催化活性。 晶体缺陷通常根据其几何维度分类，主要包括零维（点缺陷）、

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  2025/12/24

  晶体

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