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第一性原理

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第一性原理

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項目介紹

第一性原理計算的基本思想是將多個原子構成的體系看成是由多個電子和原子核組成的系統(tǒng)，并根據(jù)量子力學的基本原理對問題進行最大限度的“非經驗性”處理。它只需要5個基本常數(shù)（m0，e，h，c，kB）就可以計算出體系的能量和電子結構等物理性質。它可以確定已知材料的結構和基礎性質，并實現(xiàn)原子級別的精準控制，是現(xiàn)階段解決實驗理論問題和預測新材料結構性能的有力工具。其中密度泛函方法是一種求解原子尺度電子多體薛定諤方程的方法。它將求解薛定諤方程的基態(tài)波函數(shù)的過程由能量對多體波函數(shù)的泛函，簡化成了能量對電荷密度的泛函，從而大大簡化了求解過程，使得多體薛定諤方程的求解變得可行。密度泛函方法適合于求解原子尺度的多體電子波函數(shù)，尺度大概為幾十到幾百個原子。在這個尺度下，在通過密度泛函方法求得體系的波函數(shù)之后，可以同時得到體系的能量、電荷等信息。

應用領域：化學、物理、催化、環(huán)境、生命科學和材料等。

常見計算內容：各類催化反應(電催化，光催化，熱催化等)，各類電池中的性質(吸附、解離、擴散等)，物質的吸附能，擴散性質，電子結構性質等

樣品要求

1. 科研計算服務是一個探索的過程，其中存在不確定性。所有模擬計算只保證計算方法正確，至于結果是否完全符合客戶預期無法保證。

（例如，DFT所用泛函本身采用了很多近似；另外當前的模擬方法也存在很多近似（例如OER過程的吉布斯自由能計算中會忽略掉催化劑的表面電荷富集效應與溶劑效應等），這都有可能導致計算結果和實驗結果出現(xiàn)分歧（即某一問題可能是多種因素共同作用的結果，單純考慮其中某一作用不足以反應要研究的問題本質，目前也尚未有任何計算方法可以完全實現(xiàn)模擬仿真條件與真實實驗條件的完全一致，因此研究問題的哪個方面需要由客戶最終決定），因此，我們在計算過程中會盡可能減少可以避免的誤差，但是有些誤差受限于理論本身，不可避免，我們對此引發(fā)的后果不承擔任何責任。此外，分子力學或者分子動力學等基于分子力場的模擬計算重現(xiàn)性可能不如第一性原理計算，因此不保證兩次獨立的相同體系相同任務的模擬可以得到完全定量一致的結果，對此引發(fā)的分歧，我們不承擔任何責任）。

2. 請?zhí)峁╆P于結構或者實驗條件盡可能詳細的信息。

比如材料中是否有缺陷，空位，是異質結，還是負載團簇模型等。如果不提供影響計算的關鍵信息，計算老師按著自己的理解去計算，由此導致的結果和費用，請客戶自行承擔。

3. 原始數(shù)據(jù)保存6個月。

由于超算平臺的數(shù)據(jù)吞吐量較大，因此原始數(shù)據(jù)我們無償為客戶保存6個月，超過6個月的原始數(shù)據(jù)將會被刪除，請客戶知曉。且在6個月內只提供原始數(shù)據(jù)，不再接受其他相關請求。

4. 嚴格按照計算方案約定計算

除本方案約定內容之外，客戶如有其他特殊需求，請?zhí)崆案嬷Ｈ绻枰a充計算可以補充下單。本著學術嚴謹?shù)膽B(tài)度，我們無法接受“人為調一下結果”，“調下參數(shù)使之更靠近我的預期”此類要求，所有計算結果尊重原始結果數(shù)據(jù)，敬請客戶不要提出這種要求。如果客戶下單后，又提出此類要求，我們有權利退單，由此造成的機時浪費及經濟損失由客戶承擔。

5. 客戶如對計算結果有異議，可以申請復核。

復核僅僅檢查“計算方法是否存在錯誤”，“計算參數(shù)是否不合理”，“數(shù)據(jù)導入過程是否存在失誤”等問題，如果上述檢查均沒有問題，則認定計算結果不存在理論上的錯誤，這種情況下，不接受任何無償性質的計算測試以及重新計算要求，請客戶知曉！

項目案例