清华大学 || 刘博士线下VASP实战精讲，好评98%，不容错过！

嘿，2020年实“鼠”不易，2021年必须“牛”转乾坤，牛气冲天，一年的学习计划也可从此开展起来了。新的一年，给自己安排一次有意义的回忆，用来学习，对得起自己的颜值，对得起自己的经历，对得起自己的梦想。

来来来，看过来，唯理计算要放大招了，2021年我们要开展线下培训课了。

4天时间，1000页PPT，1000个计算案例文件，无限答疑，好评率98%，带您快速入门第一性原理DFT计算。往届学员已经在Angew，JMCA，PRB等国际顶级期刊上发表计算文章。

培训简介

随着量子理论和第一性原理计算方法的发展与各种计算程序的不断更新换代，理论计算在对实验现象的合理解释以及提高论文发表水准方面起到越来越重要的作用。计算在化学和物理科学中的地位越来越重要，最近 20 年有关密度泛函理论 ( DFT ) 计算的文章飞速增长，能够自己掌握理论计算也成为发表 top 期刊的一大秘诀。初级班就是在理论计算席卷学术圈的大背景下推出，给想要入门理论计算的同学和老师提供了一条捷径。经过4天的高强度密集学习，加之后期的复习和实践，学员可以快速的上手使用理论计算解决科学问题，也避免了走弯路。

课程特色

内容全面：4天课程包含22章约 1000 页 ppt 的内容，涵盖了从基础理论到实战的所有常见的基本计算原理和操作方法。涉及到VASP，Materials Studio，VASPKIT，P4VASP，VTST等计算程序，培训的出发点就是让刚刚接触材料和表面科学计算的同学能够系统性的学习一遍固体与表面的计算知识和程序操作，让学员能够以最快最专业的方式入门计算领域。这些内容在任何学校开设的研究生课程中都是学不到的。课上还会不断的穿插顶刊文献，诸如 Science，JACS等，让学员知道如何把学到的知识用到顶刊的研究中。

简化操作：每类计算都会给出多个实例和详细的输入文件，针对不同的情况选择不同的输入文件，搭建合理的结构模型，就可以把课上内容应用到自己的科研当中。课上提供超算账号，在完全的实战环境下学习。淘汰老的计算脚本和方法，把当前最好用最容易上手的脚本和方法分享，对新手极度友好，不走任何弯路。

课程系列：「VASP固体与表面计算初级线下培训班」分为初级班和中级班。中级班又分为表面科学计算方向和材料科学计算方向。初级班针对 0 基础（此 0 基础是指有本科物理或者化学专业基础课的知识背景）的学员，涵盖了第一性原理计算基础知识和常见的计算方法，是学习第一性原理计算入门最快最有效的方法。中级班则采用分专题的方式讲授，课程的深度广度都比初级班增加不少，强烈建议在参加中级班之前先学习初级班内容。三个课程的涵盖内容可以用如下的图表示：

初级课程安排与详细内容

课程安排：

详细内容介绍：

课前知识：Linux 基础（在上课之前有大概了解，不在课上浪费时间）

https://www.bilibili.com/video/av34202324

https://www.bilibili.com/video/av34600563

初级班课程内容约 1000 页 ppt，详细包含了课上细节内容，进千个学习参考资料文件，并提供相应的输入输出文件（多达约1000个！），不得以任何形式复制、传播、出售。初级班所有授课内容包括但不限于：

一、第一性原理计算基础知识

• 量子力学、计算化学、第一性原理计算概述，计算工作者的常识。
• 量子化学理论，Hartree-Fork 方法，绝热与BO近似，自洽场迭代，密度泛函理论，HK定理，Kohn-Sham方程，泛函的发展与选择，电子相关，高斯基组与平面波基组，势能面上的特殊点，结构优化，过渡态，IRC，电子步/离子步。常用第一性原理程序简介和PAW方法计算原理简单介绍。
• 固体物理必要基础知识，素晶胞、惯用晶包、超晶胞，点群与空间群，固体能带理论。
• 第一性原理计算学习方法，查找资料和自学途径。
• Linux 系统使用，常用命令，超算服务器的使用。
• 软件编译安装，在自己的服务器上安装(ROOT 账户从下载 intel 编译器开始)，在超算上安装(利用超算已有的系统环境)，如何优化编译并行效率。其他辅助功能的编译(VTST，OPTCELL，VASPSOL，periodic NBO，SSAdNDP等)
• 晶体数据库的使用和技巧，cif 文件格式，COD，ICSD，CCDC，Materials Project，AMCSD 等。

二、第一性原理计算程序基础

• 势能面概念理解，单点能、结构优化、分子动力学模拟，最小点、极小点、过渡态，电子步、离子步，相对能量、绝对能量等概念。
• 近百个计算关键词详细解读，用vaspkit一键生成输入文件。
• K点文件的生成方法，选取K点的原则，自动生成k点方法。
• 赝势文件的生成方法，不同赝势文件的选取，赝势方法的基本原理。
• 初始结构文件的生成方法，分数坐标，笛卡尔坐标变换。
• 输出文件的分析详细解读，SCF收敛和结构优化收敛跟踪与判定。

三、晶胞优化

• 晶胞优化：结构优化的技巧和注意事项。
• 选择性优化晶胞矢量。固定真空层优化。
• 不同泛函的使用及其对晶胞结构的影响。基组不完备问题和Pulay stress。
• 原子电荷计算分析。
• 实例一：theta-Al2O3 单点能计算和结构优化。
• 实例二：二维材料MoS₂的固定真空层结构优化。
• 实例三：文献重复不同泛函比较。
• 带电荷晶胞计算参数和处理方法。

四、收敛性和计算速度

• 收敛性测试，k点密度，截断能，slab厚度等。
• 计算机构架和计算时间测试（如何节省机时，把 CPU 的速度发挥到极致，并行计算参数解析，gam 版/std 版/ncl 版）。

五、态密度

分子轨道理论，分子轨道线性组合，一维H原子链，能带走势和展宽的规律，超晶胞与能带反折叠，Peierls 畸变，二维/三维体系能带结构与布里渊区，能带k点的选取点方法。

• 态密度计算：从分子轨道相互作用角度出发分析 DOS 和能带。态密度，投影态密度的计算与数据处理。利用 DOS 和能带分析材料和表面的电子结构。D-band center计算。提取并处理 DOS 方法，P4vasp 使用方法。
• 实例一：负载Au单原子催化剂中的离子键和共价键分析。
• 实例二: 缺陷态在费米能级附近的态密度和能带。
• 实例三：表面态在费米能级附近的态密度和能带。
• 实例四：镧系化合物的态密度与能带特征。
• 实例五：吸附分子和载体的态密度相互作用模型。
• 实例六：Ir，Pt，Au 的 d 带中心计算，d带中心与电催化关系。
• 实例七：顶刊重复 N2/Fe3 Al2O3 DOS 计算。

六、能带计算

• 能带计算：生成布里渊区中K点路径的方法，选取路径的技巧，vaspkit一键自动生成k点路径方法，see-kpath 的使用。能带结构的后处理，p4vasp-origin 处理能带图，pymatgen 自动绘制生成能带图。
• 实例一：金属 Au 能带结构。
• 实例二：theta-Al2O3 的能带结构。
• 实例三：二维材料不同层数 MoS2 的能带结构。
• 杂化泛函 HSE 对能带结构的影响。
• 实例四：对比 HSE 和 PBE 的能带结构。
• 实例五：魔角石墨烯的能带。

七、解决计算不收敛和报错的方法

• SCF 的不收敛的解决办法。
• 几何优化不收敛的解决办法。
• 常见的 VASP 的报错和解决方法。

八、表面物理化学

• 表面物理化学基础知识：晶面指数，表面弛豫，表面重构，缺陷，slab模型，表面吸附理论。
• 表面能计算的两种方法，slab 原子固定方法。
• 根据表面能构建纳米颗粒，模拟XRD衍射光谱。

• 静电势计算，范德华表面静电势分布。
• 表面功函计算。

九、过渡态，锂电池和催化基础理论

• 表面吸附理论，吸附能计算，吸附物种间的相互作用，吸附热力学和吸附动力学。
• 过渡态计算(CI-NEB)的理论，快速找到过渡态的经验技巧，VTST 脚本库的使用。
• 经典算例(金属表面分子扩散能垒)，NEB 方法（撒点，弹簧力），CI-NEB 方法 ，插点，收敛性，后续处理。连用 CI-NEB 和 DIMER 快速寻着过渡态。催化反应过程图。

十、分子频率计算与固体声子计算

• Hessian 矩阵，力常数矩阵对角化，孤立和吸附分子振动区别，零点振动能，有限位移频率计算，Jmol 观察振动，振动数据提取和分析。振动频率计算。
• 声子谱计算与phonopy的使用，phonoDOS分析。固体的热力学量校正。

十一、自由能校正与表面热力学和动力学

• 计算配分函数校正自由能的基本原理。
• 熵的校正，焓的校正，零点能校正，利用JANAF-NIST实验值校正。
• 针对孤立分子和表面吸附分子做自由能校正的方法。
• 反应动力学简介，反应速率常数计算。

十二、电催化计算基础

OER，ORR，HER，CO2RR，NRR等计算原理和方法，台阶图的计算和绘制。

十三、特殊体系参数

• 强关联体系的设置方法（DFT + U）。
• 磁性体系的计算。
• 范德华校正的基本原理和设置。
• 铁磁性，反铁磁的自选排列，电子占据。
• 杂化泛函的设置方法。

十四、电子结构分析简介

Bader 电荷，绘制电荷密度，电荷差分密度，自旋密度图。

注：每次课都会穿插几篇当年最新文献计算重复计算，让上过初级班的学员都能自己重复出顶级期刊文献中部分计算内容。

讲师介绍

刘博士，清华大学博士毕业，长期从事表面催化和材料计算研究，对量化计算，第一性原理计算，分子动力学模拟有六年研究经验，精通 VASP，CP2K，Gaussian，ORCA熟练使用 JDFTx，Gromacs，ADF 等计算程序。近三年在表面催化，电催化，电池材料，过渡金属配合物等领域发表多篇文章。在JACS，Nat. Commun. ，ACS Catal.，Nano Energy, Natl. Sci. Rev. 等期刊上以第一作者发表纯理论计算文章，并与实验科学家合作在 Nat. Nanotech., Nat. Commun., PNAS，Adv. Mater., JACS  等期刊上发表多篇合作文章。Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=hAkSR2wAAAAJ&hl=en

时间和地点

时间：2021年4月14日到4月17日

地点：杭州余杭区人工智能小镇5号楼515

培训单位

主办单位：科学指南针-唯理计算

协办单位：研之成理

报名相关

1.报名费：原价4000元/人，优惠价2800元/人（含发票），可提供发票报销。
2.报名人数：因线下课堂场地有限，报名人数限制80人，报满即止。
3.费用包含全4天的听课费、讲义费（全彩纸质版）、视频回放（仅操作部分）、答疑社群、试算机时。
4.不能到现场的同学给邮寄讲义和其他材料，包括课程录音。
5.食宿自理。

报名咨询及下单方式

下单网址：https://www.shiyanjia.com/course-detail-31.html

报名方通道：（识别下方二维码添加客服微信），请备注VASP初级班

小唯老师17812574221（同微信）

培训需知

1.  每个人在报到时都会提供盖有公章的纸质会议通知。若当前会议通知不方便报销，我们也可以按照报名者的要求进行调整，请通过微信联系我们。

2.  如果报名后，我们尝试通过报名表中的各种联系方式联系报名者但经过数日都没有收到任何回复，本次报名将作废，且报名未来的培训时将不再受理。我们希望发来报名表的都是真心要参加培训学习知识的人，请尽量避免浪费有限的培训名额。
3.   培训内容包含大量练习和演示，故强烈建议参加者携带笔记本电脑（Windows 系统 64位，对配置无要求），并注意充电。
4.   课前知识：Linux 基础（在上课之前有大概了解，不要求掌握 Linux 系统操作，知道一些基本命令的作用，比如 ls，cd，grep，cat，vi 是什么意思）。
Linux 系统入门视频教程：https://www.bilibili.com/video/av34202324https://www.bilibili.com/video/av34600563
初级班课程内容包含 1000 多页原创 ppt，中级班内容会更多，详细包含了课上细节内容，以纸质版讲义的形式发给学员，亦可课后作为资料书使用，不提供电子版，不得以任何形式传播给他人。

最后寄语

科学指南针—唯理计算听取大家的心声，为大家准备了VASP线下培训课，希望此次培训让大家有满满的收获，在以后的科研道路上成为你的一道助力。最后，祝愿大家，科研顺利！

唯理计算可计算范围介绍：

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