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第1章 绪论 1

1.1 电介质材料介电性能研究概述 1

1.1.1 焦绿石材料研究概述 2

1.1.2 二氧化硅材料研究概述 3

1.2 分子模拟技术的研究进展 7

1.2.1 密度泛函理论研究进展 7

1.2.2 分子动力学研究进展 9

1.3 材料介电特性分子模拟的研究进展 11

1.3.1 焦绿石材料的分子模拟研究进展 12

1.3.2 石英材料的分子模拟研究进展 12

1.4 本书的研究目标和研究内容 14

第2章 分子模拟理论基础 17

2.1 密度泛函理论 17

2.1.1 绝热近似 17

2.1.2 Hohenberg-Kohn定理：多体理论 18

2.1.3 Kohn-Sham方程：有效单体理论 19

2.1.4 交换关联能量泛函 20

2.2 密度泛函微扰理论 21

2.2.1 位移扰动和电场扰动 22

2.2.2 波恩有效电荷 23

2.2.3 介电张量 23

2.2.4 LO/TO分裂 24

2.3 分子动力学方法 25

2.3.1 经典分子动力学方法 26

2.3.2 质点系基本方程（NPT系综） 26

2.3.3 第一性原理分子动力学方法 29

第3章 铋基焦绿石基态结构建模研究 31

3.1 焦绿石材料初始结构建立 31

3.1.1 XRD图谱预处理 31

3.1.2 XRD图谱指标化 32

3.1.3 BZNT晶胞精修 33

3.1.4 BZNT初始晶体结构建立 33

3.2 焦绿石结构精修研究 35

3.2.1 里特沃尔德结构精修 35

3.2.2 添加能量因子的里特沃尔德精修 38

3.2.3 基于密度泛函理论的结构精修 40

3.3 焦绿石结构精修结果分析 42

3.3.1 BZNT不同精修结构的光学特性研究 42

3.3.2 BZNT不同精修结构的键价理论分析 44

3.3.3 不同精修方法分析 45

3.4 本章小结 46

第4章 铋基焦绿石介电特性研究 47

4.1 BZNT焦绿石电子位移极化特性 48

4.2 BZNT焦绿石离子位移极化特性 50

4.2.1 晶体对称性分析 50

4.2.2 赝势函数开发 52

4.2.3 声子谱计算结果 58

4.3 本章小结 59

第5章 石英晶体基态建模研究 61

5.1 无缺陷体系建模研究 61

5.2 含缺陷体系建模研究 62

5.3 本章小结 68

第6章 石英晶体介电特性研究 69

6.1 石英晶体介电特性实验研究 69

6.2 无缺陷石英晶体介电常数研究 74

6.2.1 石英晶体电子位移极化特性 74

6.2.2 石英晶体离子位移极化特性 77

6.3 含缺陷石英晶体介电特性 81

6.3.1 缺陷微观参量变化规律 81

6.3.2 电子电导变化规律 84

6.3.3 离子电导特性研究 92

6.4 石英晶体相变特性研究 99

6.4.1 利用群论定性分析相变特性 99

6.4.2 利用热力学参数验证相变特性 102

6.4.3 利用分子模拟技术定量分析相变特性 104

6.4.4 相变对于介电特性的影响 109

6.5 本章小结 111

第7章 结论与展望 113

参考文献 115