基于分子模拟的典型绝缘材料介电特性研究

电介质材料的介电特性一直倍受科学家的关注。近年来，很多电介质材料应用于很好科技中。如焦绿石材料作为一种低温烧结电介质材料，广泛应用于微波谐振器、电容器以及微波基板等，是移动通讯、卫星通讯、蓝牙技术以及无线局域网等现代微波通讯的关键材料。而在上百年的应用后，石英材料在军事领域获得了新的发展，如它在透波领域的应用。这两种电介质材料代表了两种接近不同的材料领域，焦绿石材料属于取代固溶体，其介电特性主要是由材料的本征特性所决定，而石英材料则属于简单的晶体材料，其介电特性则和材料的本征特性、缺陷类型及相变特性等密切相关。《基于分子模拟的典型绝缘材料介电特性研究》针对这两种不同的电介质材料，研究如何准确建立微观结构模型，并利用分子模拟技术研究材料本征介电特性，分析缺陷在不同温度下对于介电特性的影响。研究材料相变特性，分析相变对于介电特性的影响规律。研究成果对于深人分析电介质材料的介电特性，进一步预测电介质材料在不同温度下的介电特性，指导材料的府用具有重要意义。

第1章 绪论
1.1 电介质材料介电性能研究概述
1.1.1 焦绿石材料研究概述
1.1.2 二氧化硅材料研究概述
1.2 分子模拟技术的研究进展
1.2.1 密度泛函理论研究进展
1.2.2 分子动力学研究进展
1.3 材料介电特性分子模拟的研究进展
1.3.1 焦绿石材料的分子模拟研究进展
1.3.2 石英材料的分子模拟研究进展
1.4 本书的研究目标和研究内容
第2章 分子模拟理论基础
2.1 密度泛函理论
2.1.1 绝热近似
2.1.2 HohenbergKohn定理：多体理论
2.1.3 KohnSham方程：有效单体理论
2.1.4 交换关联能量泛函
2.2 密度泛函微扰理论
2.2.1 位移扰动和电场扰动
2.2.2 波恩有效电荷
2.2.3 介电张量
2.2.4 LO／TO分裂
2.3 分子动力学方法
2.3.1 经典分子动力学方法
2.3.2 质点系基本方程（NPT系综）
2.3.3 第一性原理分子动力学方法
第3章 铋基焦绿石基态结构建模研究
3.1 焦绿石材料初始结构建立
3.1.1 XRD图谱预处理
3.1.2 XRD图谱指标化
3.1.3 BZNT晶胞精修
3.1.4 BZNT初始晶体结构建立
3.2 焦绿石结构精修研究
3.2.1 里特沃尔德结构精修
3.2.2 添加能量因子的里特沃尔德精修
3.2.3 基于密度泛函理论的结构精修
3.3 焦绿石结构精修结果分析
3.3.1 BZNT不同精修结构的光学特性研究
3.3.2 BZNT不同精修结构的键价理论分析
3.3.3 不同精修方法分析
3.4 本章小结
第4章 铋基焦绿石介电特性研究
4.1 BZNT焦绿石电子位移极化特性
4.2 BZNT焦绿石离子位移极化特性
4.2.1 晶体对称性分析
4.2.2 赝势函数开发
4.2.3 声子谱计算结果
4.3 本章小结
第5章 石英晶体基态建模研究
5.1 无缺陷体系建模研究
5.2 含缺陷体系建模研究
5.3 本章小结
第6章 石英晶体介电特性研究
6.1 石英晶体介电特性实验研究
6.2 无缺陷石英晶体介电常数研究
6.2.1 石英晶体电子位移极化特性
6.2.2 石英晶体离子位移极化特性
6.3 含缺陷石英晶体介电特性
6.3.1 缺陷微观参量变化规律
6.3.2 电子电导变化规律
6.3.3 离子电导特性研究
6.4 石英晶体相变特性研究
6.4.1 利用群论定性分析相变特性
6.4.2 利用热力学参数验证相变特性
6.4.3 利用分子模拟技术定量分析相变特性
6.4.4 相变对于介电特性的影响
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
参考文献