團(tuán)簇輸運(yùn)性質(zhì)的第一性原理研究的開(kāi)題報(bào)告

團(tuán)簇輸運(yùn)性質(zhì)的第一性原理研究的開(kāi)題報(bào)告開(kāi)題報(bào)告題目：團(tuán)簇輸運(yùn)性質(zhì)的第一性原理研究一、研究背景和意義團(tuán)簇是由一定數(shù)目的原子或分子聚集而成，其尺寸大致為1~100納米，具有特殊的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)，具有廣泛的應(yīng)用前景，例如，用于材料制備、催化劑、生物傳感器、藥品傳遞等。團(tuán)簇的性質(zhì)與其大小、形狀、成分、結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。因此，團(tuán)簇輸運(yùn)性質(zhì)的研究是制備和應(yīng)用團(tuán)簇的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。第一性原理計(jì)算方法在物質(zhì)科學(xué)和化學(xué)研究領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，并且已經(jīng)在團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面得到了廣泛的應(yīng)用。二、研究?jī)?nèi)容和方案本研究旨在利用第一性原理計(jì)算方法研究團(tuán)簇的輸運(yùn)性質(zhì)，包括電子、熱和質(zhì)量輸運(yùn)性質(zhì)的計(jì)算和研究。主要的研究?jī)?nèi)容和方案如下：1.建立團(tuán)簇的幾何模型，包括不同成分、不同形狀和不同大小的團(tuán)簇，然后用密度泛函理論進(jìn)行第一性原理計(jì)算，計(jì)算團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)和能量。2.運(yùn)用基于密度泛函的從頭算方法，計(jì)算團(tuán)簇的熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)，并研究團(tuán)簇輸運(yùn)性質(zhì)與粒徑、成分等參數(shù)的關(guān)系，以及團(tuán)簇的相變和結(jié)構(gòu)的影響。3.對(duì)于生物體系中的團(tuán)簇，通過(guò)計(jì)算團(tuán)簇與水分子的相互作用，研究團(tuán)簇的輸運(yùn)性質(zhì)在生物環(huán)境中的影響。三、研究方法和技術(shù)路線本研究使用基于密度泛函的從頭算方法，包括VASP程序進(jìn)行計(jì)算。研究團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)、密度態(tài)密度、熱膨脹系數(shù)和電輸運(yùn)性質(zhì)。四、研究預(yù)期成果本研究的預(yù)期成果可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：1.了解不同成分、大小和形狀的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及其電子性質(zhì)。2.理解團(tuán)簇的輸運(yùn)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)和成分的關(guān)系。3.揭示生物環(huán)境中涉及團(tuán)簇的輸運(yùn)性質(zhì)的重要因素。五、可能存在的問(wèn)題和解決方法1.計(jì)算復(fù)雜度高，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。解決方法：使用大規(guī)模并行計(jì)算的方法分布在高性能計(jì)算機(jī)上進(jìn)行計(jì)算，減少計(jì)算時(shí)間。2.團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)隨著溫度、壓力、環(huán)境等條件的變化，可能會(huì)使團(tuán)簇的性質(zhì)產(chǎn)生變化。解決方法：對(duì)于團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和性質(zhì)隨條件的變化，需要進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算，并研究他們之間的關(guān)系。六、研究進(jìn)度安排本研究預(yù)計(jì)需要2年的時(shí)間，具體進(jìn)度如下：第一年1.建立團(tuán)簇的幾何模型和計(jì)算團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)。2.計(jì)算團(tuán)簇的熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。第二年1.計(jì)算團(tuán)簇的電輸運(yùn)性質(zhì)。2.研究團(tuán)簇的輸運(yùn)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)和成分的關(guān)系，并揭示生物環(huán)境中涉及團(tuán)簇的輸運(yùn)性質(zhì)的重要因素。3.完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和文章撰稿。七、參考文獻(xiàn)1.Zhang,Y.,Chen,X.,He,L.,Zheng,Q.,Yang,Y.,Wang,Y.,&Zhang,L.(2021).InfluenceofSurfacePlasmonsontheOpticalTransportPropertiesofNa16clusters.TheJournalofPhysicalChemistryC,125(14),8004-8014.2.Ren,S.,Zhang,L.,Deng,S.,Guo,Q.,&Tian,Y.(2020).SpatiallyConfiningHalide3DPerovskiteFilmsintoNanocapsules:SuppressedNonradiativeRecombinationandReducedDispersiveTransportProperties.ACSnano,14(5),5967-5976.3.Li,J.,Li,Q.,Li,Z.,Li,L.,&Qin,Q.(2019).Rationalizinglowthermaltransportinlens-shapedgermaniumnanowires:Insightfr