书评:Density Functional Theory: A Practical Introduction

2016-09-30

转眼间,小师弟出国留学已经2年半了,在国内的话应该也混成大师兄(BigBro)了。

最近开始准备毕业论文的写作,回想一下这两年半的时光,总想写点什么来记录一下。

那就从博士开始写起吧,鸡毛蒜皮的小事情就用鸡毛蒜皮这四个字代替了。

先说下我的博士学习是怎么开始的吧? 

我的博士注册2013年10月份就已经完成了,被狗日的研究生处的老师在户口上蹩了一脚,

护照很晚才拿到,所以签证也很晚。小师弟是很文明的人,但想到这里确实忍不住想骂他一句。

不过这也给我了充足的时间迎娶了心爱的老婆!踏上飞机的那一天已经是2014年的2月14号了(情人节),

由于时差的关系,我也度过了人生中最长的一个情人节(24+7小时)。算一算时间,老板等了我4个月,

见了我第一面说了一个词:Finally,我也很尴尬,不知道怎么回复才好。


老板等了我这么长时间,但是她并没有着急让我立马投入科研计算,而是直接扔给我了一本书,限我一个月看完。 也正是这本书,伴随着我的整个博士生涯,对我的指导作用意义重大。现在简单介绍一下这本书,希望对刚入学的师弟师妹们有所帮助,计算化学的老油条老司机们也值得一看。 


Book: Density Functional Theory: A Practical Introduction


Author(s): David S. Sholl, Janice A. Steckel


Published Online: 11 AUG 2009


Print ISBN: 9780470373170


Online ISBN: 9780470447710


DOI: 10.1002/9780470447710


Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Inc.


这本书的英文介绍:(英语好的快速浏览,英语不好的,慢慢读,不要着急)


Demonstrates how anyone in math, science, and engineering can master DFT calculations


Density functional theory (DFT) is one of the most frequently used computational tools for studying and predicting the properties of isolated molecules, bulk solids, and material interfaces, including surfaces. Although the theoretical underpinnings of DFT are quite complicated, this book demonstrates that the basic concepts underlying the calculations are simple enough to be understood by anyone with a background in chemistry, physics, engineering, or mathematics. The authors show how the widespread availability of powerful DFT codes makes it possible for students and researchers to apply this important computational technique to a broad range of fundamental and applied problems.


Density Functional Theory: A Practical Introduction offers a concise, easy-to-follow introduction to the key concepts and practical applications of DFT, focusing on plane-wave DFT. The authors have many years of experience introducing DFT to students from a variety of backgrounds. The book therefore offers several features that have proven to be helpful in enabling students to master the subject, including:


Problem sets in each chapter that give readers the opportunity to test their knowledge by performing their own calculations


Worked examples that demonstrate how DFT calculations are used to solve real-world problems


Further readings listed in each chapter enabling readers to investigate specific topics in greater depth


This text is written at a level suitable for individuals from a variety of scientific, mathematical, and engineering backgrounds. No previous experience working with DFT calculations is needed.



提起密度泛函理论(DFT),大家的第一感觉就是高大上,波函数,薛定谔方程等等,进而联想起一批的诺贝尔物理奖的得主: 爱因斯坦,德布罗意,波尔等等。还有那数不完的复杂的方程求解过程,如此地令人望而生畏以至于很多人感觉DFT此生与我无缘,不敢去接触。


然而,在David S. Sholl 的这本书里面,介绍DFT的第一章里(WHAT IS DENSITY FUNCTIONAL THEORY?),并没有上来就拿公式给你一个下马威。而是举了一个开车的例子,我认为这个例子是这本书的一个亮点,也能看出来,作者是一个老司机: DFT就是一辆车,学会开车并不需要对车的各个部位的功能,原理了如指掌。很多小学,高中没有毕业的人都会开车,他们知道怎么把车从一个地方开到另外一个地方,但他们并不知道发动机是如何运转的,并不了解雷达系统的运行原理。这些并不重要,重要的是你会开车(会使用DFT)。但,如果你想开车穿越撒哈拉大沙漠,加入F1赛车团队,你就需要学习更多关于汽车构件,原理的知识,应付随时出现的抛锚情况,这也对应着那些写DFT软件,发展新算法,构造波函数的科研人员。 所以,如果你只想开车,那么请学习这本书, 如果你想造车,那么请学习更加专业的书籍。这本书的定位是教给一个人如何使用DFT的,也就是A Practical Introduction!避免走很多弯路。


如果你的周围有人在做理论计算,那么你也就会有一个清醒的认识,他或者她并不是想象中的科研中的白富美或者高大帅,让人膜拜。解开DFT的面纱,你会发现他和你们做实验的那些瓶瓶罐罐,反应釜、测试设备是一样的,都是科研的一种手段而已。写程序,算法的那些人就和开发实验设备的那些人一样。


这本书篇幅不长,适用于那些多相催化相关的理论计算人员,



Chapter 1 :What is Density Functional Theory? 


Chapter 2 :DFT Calculations for Simple Solids


Chapter 3 :Nuts and Bolts of DFT Calculations 


Chapter 4 :DFT Calculations for Surfaces of Solids


Chapter 5 :DFT Calculations of Vibrational Frequencies


Chapter 6 :Calculating Rates of Chemical Processes Using Transition State Theory 


Chapter 7 :Equilibrium Phase Diagrams from Ab Initio Thermodynamics


Chapter 8 :Electronic Structure and Magnetic Properties


Chapter 9 :Ab Initio Molecular Dynamics  


Chapter 10 :Accuracy and Methods beyond “Standard” Calculations 


每一章中都有这个老司机的经验指点,认真阅读,必能受益匪浅,堪称理论计算在多相催化领域的葵花宝典。


注意:这本书太好了,以至于在网络上随处可见它的PDF版本,但下载时候要小心, 很多版本里面方程的 符号都丢失了,以至于你不知道什么时候用加号,什么时候用减号,或者你根本不知道是什么符号,阅读起来费劲不说,还会引导你走火入魔。


准大师兄特意从wiley官网下载了这本书的原版,如有需要,加QQ群:遇见大师兄 217821116,群文件里面下载。



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