计算材料学实验分析
实验报告材料科学实验的结果与分析
实验报告材料科学实验的结果与分析材料科学实验是一种常见的实验方法，用于研究和分析不同材料的性质、结构和性能。
通过实验，可以获得关于材料的各种数据和结果，这些数据和结果对于分析材料的特性以及优化材料的制备过程至关重要。
本文将讨论实验报告中材料科学实验的结果和分析，并以一次具体实验为例进行说明。
在实验报告中，结果部分对实验过程所得到的主要数据和观察结果进行总结和呈现。
在讨论结果之前，应明确实验的目的和目标。
例如，我们的实验目的是研究氧化锌纳米颗粒的光学性质。
在实验过程中，我们合成了一系列不同尺寸的氧化锌纳米颗粒，并利用紫外可见光谱仪测量了它们的吸收光谱。
结果显示，随着氧化锌纳米颗粒尺寸的减小，吸收峰红移并且吸收峰强度增加。
这表明小尺寸的氧化锌纳米颗粒具有更宽的光吸收范围和更高的光吸收效率。
同时，我们还利用扫描电子显微镜（SEM）观察了不同尺寸的氧化锌纳米颗粒的形貌。
结果显示，随着氧化锌纳米颗粒尺寸的减小，颗粒的形貌由六角形转变为更圆润的形态。
这表明小尺寸的氧化锌纳米颗粒具有更好的结晶性和较小的晶粒尺寸。
在结果部分，我们还应该提供实验数据的统计分析和不确定性评估。
例如，对于吸收光谱的实验数据，我们可以计算不同尺寸的氧化锌纳米颗粒的扩展系数，以评估测量结果的准确性和可靠性。
结果部分的最后一部分是结果的讨论和分析。
在这一部分，我们需要解释和解读实验结果，并将其与之前的研究结果进行比较。
例如，我们可以解释小尺寸氧化锌纳米颗粒吸收光谱红移的物理机制，并与先前报道的结果进行比较，以验证我们实验的准确性和可靠性。
此外，在结果的讨论和分析部分，我们还可以提出一些可能的解释和假设，并给出进一步研究的建议。
例如，我们可以假设小尺寸氧化锌纳米颗粒的光学性质与其晶格结构和表面缺陷密切相关，并建议进一步利用X射线衍射和拉曼光谱等方法对其进行深入研究。
总之，在实验报告中，结果与分析部分是对实验过程中所得到的数据和观察结果进行总结、解释和讨论的部分。
计算材料学实验（燕友果）实验二：分子动力学模拟-水分子扩散系数
实验二：分子动力学模拟-水分子扩散系数一、前言分子动力学模拟的基本思想是将物质看成是原子和分子组成的粒子系统（many-body systems ），设置初始位能模型，通过分析粒子的受力状况，计算粒子的牛顿运动方程，得到粒子的空间运动轨迹，可以求得复杂体系的热力学参数以及结构和动力学性质。
分子动力学模拟的理论是统计力学中的各态历经假说(Ergodic Hypothesis)，即保守力学系统从任意初态开始运动，只要时间足够长，它将经过相空间能量曲面上的一切微观运动状态，系统力学量的系综平均等效力学量的时间平均，因此可以通过计算系综的经典运动方程来得到力学量的性质。
比如，由N 个粒子组成的系综的势能计算函数为：int U U U VDW += (1-1)VDW U 表示粒子内和粒子之间的Van der Waals 相互作用；int U 表示粒子的内部势能（键角弯曲能，键伸缩能、键扭转能等）；根据经典力学方程，系统中第i 个粒子的受力大小为：U k z j y i x U F i i i i i ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=-∇= (1-2) 那么第i 个粒子的加速度可以通过牛顿第二定律得到：()()ii i m t F t a = (1-3) 由于体系有初始位能，每个粒子有初始位置和速度，那么加速度对时间进行积分，速度对时间积分就可以获得各个任意时刻粒子的速度和位置： i i i a v dt d r dtd ==22 (1-4) t a v v i i i +=0 (1-5)20021t a t v r r i i i i ++= (1-6) i r 和v 分别是系统中粒子t 时刻的位置和速度，0i r 和0i v 分别是系统中粒子初始时刻的位置和速度。
依据各态历经假说，可获得任意物理量Q 的系综平均，因此得到体系的相关性质：()()[]dt t r Q t t Q Q t t ⎰∞→==01lim (1-7) 分子动力学模拟能够计算体系的能量，粒子间的相互作用，角动量，角度以及二面角分布，剪切粘度，结构参数，压力参数，热力学参数，弹性性质，动力学性质等。
理论计算材料实验报告
一、实验目的1. 了解理论计算在材料研究中的应用；2. 掌握材料性能的理论计算方法；3. 分析计算结果，为实际材料设计提供理论依据。
二、实验原理材料性能的理论计算主要基于密度泛函理论（DFT）和分子动力学模拟方法。
本实验采用DFT方法对材料的电子结构、力学性能、热力学性能等进行计算。
三、实验材料选取一种新型合金材料作为研究对象，其化学式为AxB1-xC。
四、实验方法1. 建立材料模型：根据实验材料AxB1-xC的化学组成，构建相应的晶体结构模型。
2. 选择计算方法：采用DFT方法，使用密度泛函理论计算软件进行计算。
3. 计算参数设置：设置计算精度、积分网格密度、电子温度等参数。
4. 计算过程：进行电子结构、力学性能、热力学性能等方面的计算。
五、实验结果与分析1. 电子结构计算（1）能带结构：通过计算得到材料AxB1-xC的能带结构，分析其导电性、半导体特性等。
（2）态密度：计算材料的态密度，分析其电子态分布情况。
2. 力学性能计算（1）弹性模量：计算材料的弹性模量，分析其硬度和韧性。
（2）屈服强度：计算材料的屈服强度，分析其抗变形能力。
3. 热力学性能计算（1）比热容：计算材料的比热容，分析其热稳定性。
（2）热膨胀系数：计算材料的热膨胀系数，分析其热膨胀性能。
六、结论1. 通过理论计算，得到了材料AxB1-xC的电子结构、力学性能和热力学性能等参数。
2. 分析计算结果，为实际材料设计提供了理论依据。
3. 本实验验证了理论计算在材料研究中的应用，为进一步研究新型材料提供了方法。
七、实验心得1. 理论计算在材料研究中具有重要作用，可以预测材料性能，为材料设计提供理论依据。
2. 在进行理论计算时，需要选择合适的计算方法和参数，以保证计算结果的准确性。
3. 实验过程中，要注重实验数据的收集和分析，以提高实验结果的可信度。
4. 理论计算与实验相结合，可以更好地研究材料性能，为材料研发提供有力支持。
材料类专业实践报告：实验结果与分析及应用探讨
材料类专业实践报告：实验结果与分析及应用探讨Introduction:In this report, I will discuss my practical experience in the field of materials science and engineering. As a student majoring in materials science, practical work is an essential part of my education. It allows me to apply the theoretical knowledge I have learned in class to real-world scenarios and gain hands-on experience in working with different materials.Experimental Setup:For my practical project, I chose to investigate the mechanical properties of different metals. I set up a series of experiments to measure the tensile strength, hardness, and ductility of various metal samples. The samples included steel, aluminum, copper, and titanium, which are commonly used in engineering applications.Experimental Procedure:To conduct the experiments, I used a universal testing machine to apply controlled forces to the metal samples. I measured the load and displacement during the tests and calculated the stress and strain values. By plotting stress-strain curves, I could analyzethe mechanical behavior of each metal and compare their properties.Results and Analysis:Based on my experiments, I found that steel exhibited the highest tensile strength among the tested metals, while aluminum showed the highest ductility. Copper had relatively low strength but excellent electrical conductivity. Titanium, on the other hand, had a good balance between strength and ductility, making it suitable for aerospace applications.Conclusion:Through this practical project, I gained valuable insights into the behavior of different metals and their suitability for various applications. It reinforced my understanding of materials science principles and enhanced my problem-solving skills. Practical experiences like this are crucial for students in materials science and engineering, as they bridge the gap between theory and practice.中文回答：材料类专业实践报告引言：本报告将讨论我在材料科学与工程领域的实践经验。
材料计算实验报告
实验名称：材料计算实验实验目的：1. 掌握材料计算的基本方法；2. 学会运用数学模型进行材料性能预测；3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
实验原理：材料计算实验是研究材料性能的重要手段之一。
通过实验测量材料的物理、化学和力学性能，结合数学模型和计算方法，对材料性能进行预测和优化。
本实验以某种新型材料为例，通过测量其力学性能，运用有限元分析软件进行计算，预测其性能。
实验仪器：1. 万能试验机2. 电子天平3. 游标卡尺4. 有限元分析软件实验步骤：1. 样品制备：按照实验要求制备所需样品；2. 性能测试：使用万能试验机测试样品的力学性能，包括抗拉强度、屈服强度、伸长率等；3. 数据处理：将测试数据输入计算机，进行数据处理和分析；4. 有限元分析：运用有限元分析软件建立模型，对样品进行力学性能预测；5. 结果分析：对比实验结果与预测结果，分析误差原因。
实验数据：样品1：- 抗拉强度：500 MPa- 屈服强度：400 MPa- 伸长率：20%样品2：- 抗拉强度：520 MPa- 屈服强度：420 MPa- 伸长率：22%实验结果与分析：1. 通过实验测试，样品1和样品2的力学性能均达到预期目标；2. 运用有限元分析软件，对样品1和样品2的力学性能进行预测，预测结果与实验结果基本一致；3. 分析误差原因：实验过程中可能存在测量误差、样品制备误差等因素。
结论：1. 本实验通过材料计算方法，成功预测了新型材料的力学性能；2. 有限元分析软件在材料性能预测中具有重要作用；3. 在实际应用中，需注意实验误差，提高材料计算精度。
实验心得：1. 材料计算实验有助于提高我们对材料性能的认识，为材料设计和优化提供理论依据；2. 通过实验，我们学会了运用数学模型和计算方法进行材料性能预测；3. 实验过程中，我们锻炼了实验操作能力和数据处理能力，提高了综合素质。
实验改进建议：1. 提高实验精度，减少测量误差；2. 优化实验方法，提高实验效率；3. 结合多种实验手段，提高材料性能预测的准确性。
实验二：分子与表面的对接优化及分子动力学模拟-副本
实验⼆：分⼦与表⾯的对接优化及分⼦动⼒学模拟-副本《计算材料学》实验讲义实验⼆：分⼦与表⾯的对接、优化及分⼦动⼒学模拟⼀、前⾔1. 分⼦⼒学优化分⼦⼒学⽅法⼜称⼒场⽅法，其基于⾮常简单的经典⼒学模型，忽略了电⼦运动，把体系能量看作是原⼦核坐标的函数，其贡献来⾃诸如键伸缩、单键键⾓的张合以及旋转等等。
该⽅法从本质上说是能量最⼩值⽅法，即在原⼦间相互作⽤势的作⽤下，通过改变粒⼦分布的⼏何位型，以能量最⼩为判据，从⽽获得体系的最佳结构。
因此，确定分⼦间的相互作⽤势是进⾏分⼦⼒学优化的关键，在分⼦⼒学中⽤⼒场来描述分⼦中各原⼦间的相互作⽤。
所谓⼒场是指描述各种形式的相互作⽤对分⼦能量影响的函数，其有关参数、常数和表达式通常称为⼒场。
⼀般⼒场的表达式为.......+++++=elec vdw torsion bend stretch E E E E E E （2-6）式中，.stretch E 为键的伸缩能，.bend E 为键的弯曲能，⼆者均采⽤谐振⼦模型；.torsion E 为键的扭曲势，它采⽤傅⽴叶级数形式来描述；vdw E 、elec E 为⾮键作⽤项，分别表⽰范德华相互作⽤和静电相互作⽤。
分⼦模拟所使⽤的⼒场，从最初的单原⼦体系扩展到多原⼦分⼦、聚合物、⽣化分⼦体系。
⼒场也从简单的⾮键相互作⽤，扩展到复杂的形式。
每个⼒场针对特殊⽬的有所侧重，各有优缺点和使⽤范围。
在模拟中计算中选择合适的⼒场尤为重要，也是决定计算结果成败的关键。
对于全原⼦模拟⽽⾔，⼈们越来越重视⼒场的发展，概括的讲，可以把⼒场的发展趋势归结为三点：第⼀是朝着通⽤的⽅式发展，⼏乎覆盖所有的原⼦类型；第⼆是重点强调和提⾼特定应⽤范围内的性质预测；第三是在适当的研究范围内追求结果的精确性，预测的性质包括分⼦结构、构型性质、振动频率、⽣成热等。
⽬前常见的⼒场主要包括AMBER （针对蛋⽩质、核酸等⽣化分⼦）、OPLS （针对多肽核酸和有机溶剂的液体体系）、CHARMM （针对有机分⼦、溶液、聚合物、蛋⽩质等）、Tripos （有机⼩分⼦及⽣物⼤分⼦）、YETI （含⾦属的⽣物⼩分⼦）、Universal （主族元素化合物，有机分⼦，⾦属配合物）、Dreiding （主族元素⼩分⼦）、GROMOS （⽣物⼤分⼦）、MD⽅法的基本原理是：在各态历经假设(Ergodic Hypothesis)下，任何⼒学量的系综平均等效于该⼒学量对时间的平均，⽽⼒学量时间的平均可以从经典运动⽅程所决定的运动轨迹得到。
材料实验报告结果分析(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，新型材料的研究与应用日益广泛。
为了探究某种新型材料的性能，我们进行了一系列实验。
本报告将对实验结果进行分析，以期为该材料的进一步研究与应用提供参考。
二、实验目的1. 确定新型材料的物理性能，如密度、硬度、弹性模量等；2. 分析新型材料的化学性能，如耐腐蚀性、抗氧化性等；3. 评估新型材料在实际应用中的适用性。
三、实验方法1. 实验材料：选取一定量的新型材料样品；2. 实验设备：电子天平、硬度计、拉伸试验机、腐蚀试验箱等；3. 实验步骤：（1）称量样品，测定其密度；（2）使用硬度计测定样品的硬度；（3）进行拉伸试验，测定样品的弹性模量；（4）将样品置于腐蚀试验箱中，观察其耐腐蚀性；（5）将样品暴露于空气中，观察其抗氧化性。
四、实验结果与分析1. 密度实验结果显示，新型材料的密度为 2.8g/cm³，与常见材料相比，具有较低的密度。
这表明该材料具有较好的轻量化性能，有利于降低产品重量，提高结构强度。
2. 硬度实验结果表明，新型材料的硬度为8.5HRC，具有较高的硬度。
这说明该材料具有良好的耐磨性能，适用于承受较大摩擦力的场合。
3. 弹性模量拉伸试验结果显示，新型材料的弹性模量为200GPa，具有较高的弹性模量。
这表明该材料具有较高的抗变形能力，适用于承受较大载荷的结构。
4. 耐腐蚀性腐蚀试验结果显示，新型材料在腐蚀试验箱中浸泡24小时后，表面无明显腐蚀现象。
这说明该材料具有良好的耐腐蚀性能，适用于恶劣环境。
5. 抗氧化性实验结果表明，新型材料在空气中暴露48小时后，表面无明显氧化现象。
这表明该材料具有良好的抗氧化性能，适用于长期暴露于空气中的场合。
五、结论通过本次实验，我们对新型材料的性能进行了全面分析。
实验结果表明，该材料具有以下优点：1. 较低的密度，有利于降低产品重量；2. 较高的硬度，具有良好的耐磨性能；3. 较高的弹性模量，具有较高的抗变形能力；4. 良好的耐腐蚀性能，适用于恶劣环境；5. 良好的抗氧化性能，适用于长期暴露于空气中的场合。
计算材料学实验
实验四利用Material Studio分析研究晶体材料性能姓名：高峰学号：1309050307 班级：材料物理1303 日期：2016.3.29一、实验目的1、了解Material Studio(MS)软件中有关固体材料科学设计各个模块功能；2、掌握在 MS软件Materials Visualizer 子模块中创建晶体结构模型；3、掌握在 MS 材料计算软件中研究晶体材料性质的方法；4、掌握查看和分析晶体材料属性的方法。
5、分析AlAs晶体的晶格常数、态密度、能带图等性质。
二、实验原理及方法Materials Studio 是世界上著名的计算材料软件，其拥有十分强大的材料计算和设计功能。
该软件中的Materials Visualizer 子模块，可用于构建晶体模型。
根据晶体学与本课程所学知识，每种晶体都有其特有的晶体结构排布，每个原子占据一定的原子位置，每种晶体都具有相应的晶格常数、对称性等晶体学数据。
Materials Visualizer 子模块可给出晶体结构的直观模型，并可以分析出晶体的晶格参数、空间群、原子坐标的数据。
CASTAP是特别为固体材料学而设计的一个现代的量子力学基本程序，其使用了密度泛函(DFT）平面波赝势方法，进行第一原理量子力学计算，以探索如半导体，陶瓷，金属，矿物和沸石等材料的晶体和表面性质。
Material Studio使用组件对话框中的CASTAP选项允许准备，启动，分析和监测CASTAP服役工作。
CASTAP的任务：能量任务、几何优化任务、动力学任务、性质任务。
三、实验仪器Materials Studio 软件、计算机。
四、实验步骤1.构建晶体模型（1）创建空的单胞：build --build crystal，选择合适的空间群和晶格常数。
（2）添加原子： build --add atoms输入原子种类及原子坐标。
若有原子在晶胞外，选择rebuild。
（3）构建原胞：build --symmetry –primitive cell。
实验四：介观动力学模拟
《计算材料学》实验讲义粗粒度模拟实验名称：介观动力学模拟一、前言1、介观模拟简介长期以来，化学家致力于从分子水平研究物质及其变化，而化学工程工作者主要研究物质在宏观体系的行为，介观层次的化学正是联系微观及宏观的桥梁，是从分子到材料的必由之路，同生命过程也有密切的关联。
由于介观模拟能够模拟的空间尺度（纳米到微米）、时间尺度（纳秒到微妙）更大，应用介观模拟方法可以模拟更加复杂的体系，例如：高分子熔体，高分子稀溶液自组装，表面活性剂溶液自组装，磷脂膜等胶体化学，高分子，生物大分子相关的内容。
目前介观模拟的方法很多，例如耗散颗粒动力学模拟方法(dissipative particle dynamics，DPD)，它是根据Hoogerbrugge和Koelman提出的一种针对柔性(soft)球模型流体动力学的模拟，并通过引入粒子间的谐振动势，来模拟聚合物的性质；元胞动力学方法（CDS），基于重整化群理论，对时间相关的Ginzburg-Landau方程直接用数值计算的方法在离散空间上进行描述。
其中单个元胞的演化通常用双曲正切函数表示；动态密度泛函方法（DDFT或MesoDyn），应用于高分子体系，建立在粗粒化高斯链模型的基础上，实际上是一个动态的自洽场方法，使用了朗之万方程（Langevin’s equation）来描述体系演化的动力学。
（1）MS-Mesocite简介MS Mesocite是一个基于粗粒度模拟方法的、可以对广泛体系进行模拟研究的分子力学工具集，模拟的对象大小尺寸在纳米到微米尺度范围，相应地，模拟变化的时间范围落在纳秒至微秒区间。
MS Mesocite的模拟对象遍及多种工业领域，比如复合材料、涂料、化妆品以及药物控缓释等，它可以提供流体在平衡态下、在有剪切力存在下以及其它受限制条件下的结构与动力学性质。
MS Mesocite 的突出特点是使用完全区别于传统介观模拟技术，转而采用力场(Forcefield)方法—比如MS Martini力场—来描述粗粒度之间的相互作用，从而得到体系的结构、和动力学特性，分析函数主要有角度分布，密度分布，径向分布函数，二面角分布，均方根位移等。
计算材料学研究
计算材料学研究——探索材料之本质与未来材料科学是现代科学技术中的重要分支之一，它在促进各个领域的发展中作出了不可或缺的贡献。
其中，计算材料学作为新兴的重要研究方向，为材料科学的发展提供了一种全新的思路和方法，被广泛应用于化学、物理、机械、电子等领域中。
一、计算材料学的基本概念计算材料学是指通过计算机模拟、数学分析和大数据挖掘等手段，从微观角度对材料进行全面深入的研究、分析和设计。
它以材料的基础理论及物理、化学、电学等方面的知识为基础，运用材料计算软件及高性能计算技术进行计算与分析，从而探究材料组成和结构、材料性质及其演化机制等信息，以便优化设计和制造出更高性能的新型材料。
目前，计算材料学的研究方向各异，包括材料模拟与计算、材料物理性质计算、表面物理与化学、材料先进加工技术等方面，使得材料的研究方法得到了创新和升级。
二、计算材料学的应用计算材料学的应用范围非常广泛，涉及国防、经济、生命、环境、汽车、航空航天、信息通讯等多个领域。
例如，在材料设计方面，传统方式通常是从实验室一步步试验和推进，然而这种方法需要大量时间和资金支持，并且很难设计和制造出跨越新世界的材料。
相较之下，计算材料学通过建立适当的数学物理模型及计算方法，能够快速、准确地进行材料的设计和预测。
这种新型的研究方式，缩短了材料开发周期，同时为材料创新及材料应用提供了新的机遇。
三、计算材料学发展现状从理论基础的角度，计算材料学的发展在于提高材料基础知识的密集度和精度，同时发展新型的计算方法和技术。
无论是从材料对称性求解方面，还是从电子结构理论预测材料性质来看，都需要成倍地提高计算速度和精度，这涉及到数值算法和信息科学和技术的发展。
因此，从基础理论出发，计算材料学需要逐渐发展出更加精准、可靠和高效的计算方法，不断完善材料模型及应用对象，从而为新材料的设计开发提供更强的支撑。
当前，国内外许多高端、先进的实验设备和计算资源得到了巨大发展，这使得计算材料学的研究范围得以不断拓宽，目前计算材料学结合大数据和人工智能技术正在不断深入版图。
计算机在材料科学与工程中的应用实验报告
计算机在材料科学与工程中的应用实验一、第一性原理计算1. 实验目的(1) 掌握第一性原理和密度泛涵的计算方法；(2) 学会使用Visualizer 的各种建模和可视化工具； (3) 熟悉CASTEP 模块的功能。
2. 实验原理CASTEP 是基于密度泛涵理论平面波赝势基础上的量子力学计算。
密度泛涵理论的基本思想是原子、分子和固体的基本物理性质可以用粒子密度函数进行描述。
可以归纳为两个基本定理：定理1：粒子数密度函数是一个决定系统基态物理性质的基本参量。
定理2：在粒子数不变的条件下能量对密度函数变分得到系统基态的能量。
不计自旋的全同费米子的哈密顿量为：H T U V =++其中动能项为：()()T dr r r ψψ+=∇∇⎰库仑作用项为：11'()(')()(')2'U drdr r r r r r r ψψψψ++=-⎰V 为对所有粒子均相同的局域势u(r)表示的外场影响：()()()V dru r r r ψψ+=⎰粒子数密度函数为：()()()r r r ρψψ+=ΦΦ对于给定的()r υ，能量泛函[]E ρ定义为：[]()()E dr r r T U ρυρ=+Φ+Φ⎰；[]F T U ρ=Φ+Φ系统基态的能量：'''''[]''''[][]()()[][]()()[]E T U V GE F dr r r E G G F dr r r E G ρρυρφρυρρΦ=Φ+Φ+ΦΦ==+>⎰=+=⎰3. 实验内容实验 1. 材料的电子结构计算；4. 实验设备和仪器(1)硬件：多台PC机和一台高性能计算服务器。
(2)软件：主要利用Materials studio软件包里的Materials Visualizer和CASTEP模块。
5. 实验步骤5.1建立所研究材料的结构模型①按照所研究材料的晶胞参数建立晶体结构。
实验：水分子扩散系数
实验：水分子扩散系数《计算材料学》实验讲义实验二：分子动力学模拟-水分子扩散系数一、前言分子动力学模拟的基本思想是将物质看成是原子和分子组成的粒子系统（many-body systems ），设置初始位能模型，通过分析粒子的受力状况，计算粒子的牛顿运动方程，得到粒子的空间运动轨迹，可以求得复杂体系的热力学参数以及结构和动力学性质。
分子动力学模拟的理论是统计力学中的各态历经假说(Ergodic Hypothesis)，即保守力学系统从任意初态开始运动，只要时间足够长，它将经过相空间能量曲面上的一切微观运动状态，系统力学量的系综平均等效力学量的时间平均，因此可以通过计算系综的经典运动方程来得到力学量的性质。
比如，由N 个粒子组成的系综的势能计算函数为：int U U U VDW += (1-1)VDW U 表示粒子内和粒子之间的Van der Waals 相互作用；int U 表示粒子的内部势能（键角弯曲能，键伸缩能、键扭转能等）；根据经典力学方程，系统中第i 个粒子的受力大小为：U k z j y i x U F i i ii i ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=-∇=ϖϖϖϖ (1-2) 那么第i 个粒子的加速度可以通过牛顿第二定律得到：()()ii i m t F t a ϖϖ= (1-3) 由于体系有初始位能，每个粒子有初始位置和速度，那么加速度对时间进行积分，速度对时间积分就可以获得各个任意时刻粒子的速度和位置： i i i a v dt d r dtd ϖϖϖ==22 (1-4) t a v v i i i ϖϖϖ+=0 (1-5)20021t a t v r r i i i i ϖϖϖϖ++= (1-6) i r v 和v v 分别是系统中粒子t 时刻的位置和速度，0i r v 和0i v v 分别是系统中粒子初始时刻的位置和速度。
依据各态历经假说，可获得任意物理量Q 的系综平均，因此得到体系的相关性质： ()()[]dt t r Q t t Q Q t t ⎰∞→==01lim (1-7) 分子动力学模拟能够计算体系的能量，粒子间的相互作用，角动量，角度以及二面角分布，剪切粘度，结构参数，压力参数，热力学参数，弹性性质，动力学性质等。
计算材料学_Ising模型实验报告
Monte Carlo实验报告一、项目名称：Ising 模型二、项目内容概要1、编译和运行进入实验的文件夹：cd□~/sourcecode/2D_Ising文件夹里有源代码mc2d.f和输入文件in.2d阅读理解并编辑输入文件：gedit□in.2d之后编译mc2d.ff95 mc2d.f -o mc2d.exe运行可执行文件./mc2d.exe查看刚刚生成的四个输出文件，四个文件的内容如下：file1.out：温度；时间；单位原子能量；单位原子磁化强度file2.out：温度；单位原子能量；能量变化；单位原子磁化强度；磁化强度变化；单位原子热容file3.out：温度；自旋构型file4.out：温度；能量升高而被接受的数目；能量下降而被接受的数目；被拒绝的数目2、gnuplot 作图作温度与能量图：p “file2.out” u 1:2 w p ps 3 pt 5 作出file2.out 中第1 列与第2 列数据；作温度与磁化强度图：p “file2.out” u 1:4 w p ps 3 pt 5 作出file2.out 中第1 列与第4 列数据作温度与热容图：p “file2.out” u 1:6 w p ps 3 pt 5 作出file2.out 中第1 列与第6 列数据三、项目实施方法/原理1925 年，伊辛提出描写铁磁体的简化模型：设有N 个自旋组成的d 维晶格(d=1,2,3)，第i 格点自旋为Si=±1(i=1,2,…N; ±代表上下)。
只考虑最近邻作用，相互作用能为±J(J>0 为铁磁性, J<0 为反铁磁性)，平行为-J，反平行为J。
伊辛模型的蒙特卡洛模拟基本步骤如下：四、项目实施结果：1.各种情况下能量温度曲线2468-2.0-1.5-1.0-0.50.0能量温度/K能量02468-3-2-1能量温度/K能量铁磁正方形点阵温度和能量曲线 铁磁三角形点阵能量与温度曲线02468-2.0-1.5-1.0-0.50.0能量温度/K能量02468-2.0-1.5-1.0-0.50.0能量温度/K能量-温度反铁磁性正方形点阵能量温度曲线 反铁磁性正方形点阵外场为1时能量温度曲线2468-2.0-1.5-1.0-0.50.0能量能量/K能量-温度02468-3-2-1势能温度/K能量-温度反铁磁性正方形点阵外场为0.5时能量温度曲线2.各种情况下磁化强度和温度的关系曲线02468-1.0-0.50.0磁化强度温度/K磁化强度-温度024680.00.51.0磁化强度温度/K磁化强度-温度铁磁正方形点阵磁化强度能量曲线 铁磁三角形点阵磁化强度温度曲线2468-0.002-0.0010.0000.001磁化强度温度/K磁化强度温度02468-0.10-0.050.00磁化强度温度/K磁化强度-温度反铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线 反铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为0.5）2468-0.06-0.04-0.020.00磁化强度温度/K磁化强度-温度02468-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.0磁化强度温度/K磁化强度-温度反铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为1） 铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为0.5）02468-1.0-0.8-0.6-0.4-0.2磁化强度温度/K磁化强度-温度铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为0.5）4.各种情况下热容和温度的关系图024680.00000.00020.00040.00060.0008热容温度/K热容-温度024680.00000.00050.0010热容温度/K热容-温度铁磁正方形点阵热容能量曲线铁磁三角形点阵热容能量曲线24680.00000.00020.00040.00060.0008能量温度/K热容-温度024680.00000.00020.00040.00060.0008热容温度/K热容-温度反铁磁正方形点阵热容能量曲线反铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为1）24680.00000.00020.00040.00060.0008热容温度/K热容024680.00000.00020.00040.0006热容温度/K热容-温度反铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为0.5） 铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为0.5）024680.00000.00020.00040.0006热容温度/K热容-温度铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为1）五、项目小结：1.在保持原参数不变的情况下，可以得出，温度越高，原子热运动越剧烈，因此单个原子的能量也就越高。
计算机在材料科学中的应用实验报告一
在Origin的左侧有一列“Tools”绘图工具按钮，主要功能包括屏幕控制、数据读取和绘图等。
（二）XRD分析软件
常用的XRD分析软件有：Pcpdgwin、High score、Jade。
Jade 5.0软件的主要功能：
1、基本功能
a、BG扣衬底（去掉Kα）、平滑、寻峰、多重记录；
C单峰检索：在计算峰面积的基础上点击S/M
⑥图谱拟合：扣除背景线、平滑处理后点击Fit Profile
四、问题讨论
1、实验中关于截屏一般用windows自带的print screen sysrq。但是它截得图是全图，使用一些其它软件截图会更加的方便如QQ截图；
2、再输入一些特殊字符时使用搜狗带的软键盘会很方便的；
图一
图二
图三
图四
图五
图六
（二）XRD数据分析及图谱处理
①用Tool bar→BG扣除背景和Kα2线的扣除
②用Smooth All按钮对图形进行平滑处理
③analyze→find peaks→apply标出峰值；用Peak Edit Cursor去掉不要的峰（图a）；选择analyze→find peaks。点击Report打开寻峰报告(图b)。
4、定量分析功能
RIR定量、内标法、外标法、标准添加法。
三、实验内容与结果
（一）Origin软件的使用
①按实验书输入实验数据；②作图一：导出浓度—粒径平滑曲线图；③作图二：导出双纵坐标曲线图;④作图三;在输入的图表中将单位改成103μm，导出图形；⑤作图四：双击图二，在弹出的对话框将图层一的细节改为“Dash;图形标记为★；加双坐标垂线；线型为线型Dot；⑥作图五：作3D图形；⑦作图六;将所有釉裂点改成红色，变横纵标增量为0.5，纵坐标增量为100.
计算材料学_Ising模型实验报告
Monte Carlo实验报告一、项目名称：Ising 模型二、项目内容概要1、编译和运行进入实验的文件夹：cd□~/sourcecode/2D_Ising文件夹里有源代码mc2d.f和输入文件in.2d阅读理解并编辑输入文件：gedit□in.2d之后编译mc2d.ff95 mc2d.f -o mc2d.exe运行可执行文件./mc2d.exe查看刚刚生成的四个输出文件，四个文件的内容如下：file1.out：温度；时间；单位原子能量；单位原子磁化强度file2.out：温度；单位原子能量；能量变化；单位原子磁化强度；磁化强度变化；单位原子热容file3.out：温度；自旋构型file4.out：温度；能量升高而被接受的数目；能量下降而被接受的数目；被拒绝的数目2、gnuplot 作图作温度与能量图：p “file2.out”u 1:2 w p ps 3 pt 5 作出file2.out 中第1 列与第2 列数据；作温度与磁化强度图：p “file2.out”u 1:4 w p ps 3 pt 5 作出file2.out 中第1 列与第4 列数据作温度与热容图：p “file2.out”u 1:6 w p ps 3 pt 5 作出file2.out 中第1 列与第6 列数据三、项目实施方法/原理1925 年，伊辛提出描写铁磁体的简化模型：设有N 个自旋组成的d 维晶格(d=1,2,3)，第i 格点自旋为Si=±1(i=1,2,…N; ±代表上下)。
只考虑最近邻作用，相互作用能为±J(J>0 为铁磁性, J<0 为反铁磁性)，平行为-J，反平行为J。
伊辛模型的蒙特卡洛模拟基本步骤如下：四、项目实施结果：1.各种情况下能量温度曲线能量温度 能量能量温度/K能量铁磁正方形点阵温度和能量曲线 铁磁三角形点阵能量与温度曲线能量温度/K能量温度/K反铁磁性正方形点阵能量温度曲线 反铁磁性正方形点阵外场为1时能量温度曲线能量能量/K势能温度/K反铁磁性正方形点阵外场为0.5时能量温度曲线2.各种情况下磁化强度和温度的关系曲线磁化强度温度/K磁化强度温度/K铁磁正方形点阵磁化强度能量曲线 铁磁三角形点阵磁化强度温度曲线磁化强度温度/K磁化强度温度/K磁化强度-温度反铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线 反铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为0.5）磁化强度温度/K磁化强度温度/K反铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为1） 铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为0.5）磁化强度温度/K铁磁性正方形点阵磁化强度温度曲线（外场为0.5）4.各种情况下热容和温度的关系图热容温度/K热容温度/K铁磁正方形点阵热容能量曲线铁磁三角形点阵热容能量曲线能量温度热容温度/K反铁磁正方形点阵热容能量曲线反铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为1）热容温度/K热容温度/K反铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为0.5） 铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为0.5）热容温度/K铁磁正方形点阵热容能量曲线（外场为1）五、项目小结：1.在保持原参数不变的情况下，可以得出，温度越高，原子热运动越剧烈，因此单个原子的能量也就越高。
计算材料学实验（燕友果）实验二 利用gaussian进行几何优化（寻找过渡态）
实验二利用Gaussian 进行几何优化（寻找过渡态）一、实验目的1) 了解势能面、极小值、极大值、鞍点、最小能量途径的意义；2) 利用Gaussview 搭建分子模型，建立相Gaussian 09输入文件；3) 依据所建模型体系大小选择合适方法、基组，进行结构优化；4) 掌握结构优化结果文件分析，并利用Gaussview分析计算结果；5) 分析几何优化过程中相关量的优化过程，寻找乙胺分子两个异构体的过渡态。
二、实验原理以及方法势能面：由于分子自身几何构型微小变化产生的能量变化而绘制的能量图。
图1 势能面解析图几何优化：就是在势能面上寻找寻找极小值点，极小值点对应的几何构型就是分子可能的平衡几何构型。
优化方法：由初始构型开始，计算能量和梯度，决定下一步的方向和步长，其向能量下降最快的方向进行。
当只有当计算收敛的时候优化才会结束。
高斯默认的收敛标准：（这四个条件必须同时满足，才可认为得到了稳定的几何构型）1）力的最大值小于0.00045 ；2）力的均方根小于0.0003 ；3）于下一步计算的位移差小于0.0018 ；4）位移差均方根小于0.0012 。
三、实验仪器Gaussian 09，Gauss View，软件计算机四、实验步骤首先在Gauss View中构建分子构型（乙胺的两个异构体），然后分别进行几何优化，优化至能量最低值minimum，使用优化后的分子，分别使用两种方法寻找其过渡态TS，对两种方法计算的最终结果进行比较分析。
五、计算结果分析1）计算所用的乙胺分子如图2所示。
如图所示两个分子中-NH2的空间原子排布相互垂直，认为这两种构型对应乙胺分子势能面中的两个极小值点的构型，因此可以想象，过渡态所对应的分子构型应为-NH2在两种构型中间位置。
图2 乙胺分子的两种同分异构体2）软件判断收敛的标准如下截图所示，当计算所得分子的能量和梯度值（V alue）大于阈值（Threshold）时，将返回重新计算，只有当能量和梯度均小于阈值时，循环才会停止，此时即可判断为收敛。
先进的计算材料学方法及其实验验证
先进的计算材料学方法及其实验验证计算材料学是一门涉及材料的计算、模拟和设计的学科。
它利用计算机分析和预测材料的特性和行为。
计算材料学的出现极大地推动了材料科学技术的发展，成为当今材料科学中的重要组成部分。
其中，先进的计算材料学方法是计算材料学中的关键因素之一。
那么这些方法是怎样实现的？它们又是如何进行实验验证的呢？第一种先进的计算材料学方法是分子动力学（MD）。
MD模拟的基本思想是用牛顿运动方程的数值求解方法，模拟长时间尺度下大分子和物质的运动。
它的实验验证是通过与实际实验对比来进行的。
例如，研究微纳米材料的变形本质和物性时，我们将通过分子模拟来研究其性质变化。
对于一些新材料的研究，我们可以通过分子模拟来预测材料的性质，以便与实际实验结果进行比较，以验证计算的准确性。
第二种先进的计算材料学方法是密度泛函理论（DFT）。
DFT 是由托马斯·库恩和沃尔特·科恩于1964年提出的一种量子化学计算方法，主要用于形象描述电子态、优化结构、计算热力学数据等。
DFT的实验验证是通过与可用的数据进行比较，例如，我们可以将计算材料的结构和能量与实验结果进行比较，以验证模拟的准确性。
DFT的模拟有许多方面，例如，研究新材料的电子结构、光电子属性或化学反应中的化学键的形成和断裂等。
第三种先进的计算材料学方法是分子动态学配运算法（MD穿越）。
它是一种计算材料模拟方法，使用的插值算法归结于大规模平衡模拟技术，其特点是能够直接模拟材料包括纳米尺度的物理性质和材料的多重化学反应。
MD穿越的实验验证是通过与实际实验结果进行检验来进行的。
例如，研究材料的弹性展开和温度稳定性时，我们将通过MD穿越模拟来研究其性质变化。
对于一些新材料的研究，我们将通过MD穿越模拟来预测材料的性质和反应，以便与实际实验结果进行比较，以验证计算的准确性。
综上所述，先进的计算材料学方法是计算科学在材料学中的应用，它为我们提供了预测、分析和设计材料性质的能力。
材料计算实验报告
材料计算实验报告学生实验实习报告册学年学期：20XX-20XX学年o春o秋学期课程名称：课程设计（小型软件系统）学生学院：理学院专业班级：11921701 学生学号：20XX213260 学生姓名：联系电话：指导教师：总评成绩：**邮电大学教务处制课程设计（小型软件系统）要求通过本课程设计，了解当代计算材料学之材料设计和计算及模拟的理论基础、发展历程。
初步掌握LINUX系统的基本操作、脚本编写。
熟悉常用的材料计算软件的使用，并能够通过模拟计算，获得常见的简单晶体结构的几何和电子性质。
具体要求：1. 通过前期的课程学习和网络调研，了解第一性原理计算的理论基础；2. 通过课程学习和实践操作，初步掌握LINUX系统的基本操作；3. 学会根据实验测试数据（如XRD、TEM等），利用FINDIT软件获得已知材料体系的晶体结构；4. 学会利用VESTA、MATERIALSSTUDIO、UEDIT等软件对晶体结构进行查看、结构调节，最终准确获得初始计算模型；5. 学会利用VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE（简称VASP）软件，获得晶体结构稳定构型、电荷密度分布、电子态密度、能带结构、声子谱、结合能等；6. 学会利用P4VASP、ORIGIN等软件进行数据转换和作图；7. 能够利用所学的《量子力学》、《固体物理》、《半导体物理学》知识，分析晶体结构、电荷密度分布、电子态密度以及能带结构。
实验名称系统建模与仿真实验课程编号 A2110260 实验地点SL110 实验时间 6.15-6.19 一、课程设计目的：目的：通过本课程设计，了解当代计算材料学之材料设计和计算及模拟的理论基础、发展历程。
初步掌握LINUX系统的基本操作、脚本编写。
熟悉常用的材料计算软件的使用，并能够通过模拟计算，获得常见的简单晶体结构的几何和电子性质。
二、课程设计使用的仪器、软件：仪器：计算机。
软件：FINDIT、VESTA、MATERIALSSTUDIO、UEDIT、VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE、P4VASP、ORIGIN。
计算材料学
1. 熟悉分子动力学模拟软件LAMMPS和原子/分子结构显示软件ovito/crystalmaker的基本操作。 2. 掌握晶体熔化和生长的分子动力学模拟过程，并能使用ovito/crystalmaker观察其原子结构演变。 3. 理解径向分布函数RDF、均方位移MSD 的基本含义，并能通过分子动力学方法测定其值。 4. 掌握缺陷原子数、表面熔化速率和晶体生长速率的计算方法，并通过表面熔化速率估算晶体的熔点。
晶体熔化与生长的分子动力学模拟
晶体熔化和生长的分子动力学模拟
1. Cu晶体表面熔化的分子动力学模拟，并能使用ovito/crystalmaker观察其原子结构演变，理解如何根 据缺陷数随时间的变化计算熔化速率。
A固-液界面面积
d
晶面间距
0
N0每一层的原子数
v
T
A
t d0
A
t
Ndef t,T
t
N0
v T d0 Ndef t,T
N0
t
v(T)
T(K)
晶体熔化与生长的分子动力学模拟
晶体熔化和生长的分子动力学模拟
1. Cu晶体表面熔化的分子动力学模拟，并能使用ovito/crystalmaker观察其原子结构演变，理解如何根
据缺陷数随时间的变化计算熔化速率。
v T d0 Ndef t,T
MCD
分子动力学模拟实验
实验内容
实验二、晶体缺陷的分子动力学建模与模拟分析 实验三、晶体熔化与生长的分子动力学模拟
晶体缺陷的分子动力学建模与模拟分析
一、实验目的
1. 熟悉分子动力学模拟软件LAMMPS和原子/分子结构显示软件ovito/crystalmaker的基本操作。 2. 掌握空位、自间隙原子和晶体表面的建模；并能使用ovito/crystalmaker观察其原子结构。 3. 掌握分子动力学模拟计算空位形成能、间隙原子形成能和表面能的方法。
计算材料学在材料检测中的应用
计算材料学在材料检测中的应用随着工业化进程的发展，材料的种类越来越多，材料性能的要求也越来越高。
为了保证材料安全、可靠，材料检测显得尤为重要。
传统的材料检测方法主要是通过试验、观察和经验来确定材料的性能，这种方法存在许多局限性和不足。
为了解决这些问题，计算材料学在材料检测中逐渐得到应用，成为材料检测技术的重要组成部分。
一、计算材料学理论基础计算材料学是一种利用计算机模拟方法，对材料微观结构和性能进行计算、模拟和预测的学科。
计算材料学主要依赖于第一性原理计算、分子动力学、蒙特卡罗模拟等方法，结合实验数据验证和修正，实现对材料结构和性能的计算、分析和预测。
二、1、材料组成分析对于材料的复杂组成，传统的分析方法往往需要繁琐的化学试验，费时费力，而且还难以无损检测。
采用计算材料学的方法，可以通过第一性原理计算模拟，预测材料的化学组成及结构，为材料检测提供可靠的基础数据。
2、材料性能预测计算材料学的方法可以在不经过实验的情况下，通过模拟、预测材料的力学性能、热学性能、电子结构、光学性能等各方面性能。
可以采用计算机模拟方法，预测材料在高温、高压、高辐射等极端环境下的性能表现，较好地反映出材料在现实环境中的性能表现。
3、缺陷和磨损情况评价不同材料在使用过程中可能会产生缺陷和磨损等问题，传统的检测方法通常需要经过长时间的实验才能确认材料的具体情况。
而通过计算材料学方法，可以通过对材料的分子结构进行模拟分析，预测材料出现问题的概率，为材料制造和使用管理提供指导意见。
三、计算材料学的优势与局限计算材料学方法在材料测试中具有其独特的优势。
例如，它可以在不同的尺度上描述材料的结构、性质和功能，可以预测材料在不同状况下的表现。
然而，计算材料学方法还存在一些局限。
对于复杂的材料系统，计算材料学计算和模拟所需的时间和成本不可避免地会增加。
此外，计算材料学方法可以提供材料性能的参考值，但是由于实际材料的微观结构复杂，计算结果与实际情况可能有偏差。
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实验四利用Material Studio分析研究晶体材料性能
姓名：高峰学号：1309050307 班级：材料物理1303 日期：2016.3.29
一、实验目的
1、了解Material Studio(MS)软件中有关固体材料科学设计各个模块功能；
2、掌握在 MS软件Materials Visualizer 子模块中创建晶体结构模型；
3、掌握在 MS 材料计算软件中研究晶体材料性质的方法；
4、掌握查看和分析晶体材料属性的方法。
5、分析AlAs晶体的晶格常数、态密度、能带图等性质。
二、实验原理及方法
Materials Studio 是世界上著名的计算材料软件，其拥有十分强大的材料计算和设计功能。
该软件中的Materials Visualizer 子模块，可用于构建晶体模型。
根据晶体学与本课程所学知识，每种晶体都有其特有的晶体结构排布，每个原子占据一定的原子位置，每种晶体都具有相应的晶格常数、对称性等晶体学数据。
Materials Visualizer 子模块可给出晶体结构的直观模型，并可以分析出晶体的晶格参数、空间群、原子坐标的数据。
CASTAP是特别为固体材料学而设计的一个现代的量子力学基本程序，其使用了密度泛函(DFT）平面波赝势方法，进行第一原理量子力学计算，以探索如半导体，陶瓷，金属，矿物和沸石等材料的晶体和表面性质。
Material Studio使用组件对话框中的CASTAP选项允许准备，启动，分析和监测CASTAP服役工作。
CASTAP的任务：能量任务、几何优化任务、动力学任务、性质任务。
三、实验仪器
Materials Studio 软件、计算机。
四、实验步骤
1.构建晶体模型
（1）创建空的单胞：build --build crystal，选择合适的空间群和晶格常数。
（2）添加原子： build --add atoms输入原子种类及原子坐标。
若有原子在晶胞外，选择rebuild。
（3）构建原胞：build --symmetry –primitive cell。
2.晶体模型计算
（1）结构优化：modules --CASTEP –calculation--setup --task --geometry optimization，计算精度根据计算的时间要求及单胞中的原子个数，一般选为fine；函数选默认的GGA-PBE 方法。
（2）性质计算：在setup 的同级对话框中选择properties，CASTEP 可完成的性质计算及计算过程中的计算精度控制等都可以在本对话框中进行选择。
然后点击run，开始进行计算。
3.晶体模型分析
根据Modules--CASTEP --analysis 工具，可以分析出已计算的晶体性质。
五、实验结果分析
1.AlAs晶体结构
AlAs空间群是F-43m，它的晶格参数为5.6622埃，依照步骤对AlAs晶体计算。
计算后优化的3D视图的晶胞以及其电子密度等能面如下图所示：
半导体（AlAs晶胞）的能态密度和能带结构图如下：
从以上的图中可以看出，上方区域的线条表示的是导带，下方区域的线条表示价带，中间空白区域是禁带。
禁带宽度在半导体范围内，这表明AlAs晶体具有半导体的性质。
在态密度曲线图中，虚线表示的是费米能级。
能带图显示的是在布里渊区中K矢量沿着高对称性方向上的电子能量依赖度。
一个原子的一个原子轨道在一维周期条件下将产生一条能带，能带的带宽取决于这些原子轨道的在周期方向上的成键强度，强度越大，带宽越大，成键越弱，带宽越小。
介电函数与频率的关系曲线如下图所示：
能量变化、最大位移量、最大内力、最大应力的收敛变化规律如下图所示：
从上图的吸收度和频率关系可以看出，先迅速增长再逐步下降，主要形成一个峰值。
2.NaCl晶体结构
NaCl空间群是225-FM3M，它的晶格参数为5.642埃，依照步骤对NaCl晶体计算。
计算后优化的3D视图的晶胞以及其电子密度等能面如下图所示：
Nacl晶胞的能态密度和能带结构图如下：
图中上方区域的线条表示导带，下方区域的线条表示价带，中间空白区是禁带。
态密度曲线中，虚线为费米能级。
能看出NaCl的禁带宽度很大。
能带的分析与上AsAl相同可以参考以上的分析，此处不再赘述了。
介电函数与频率的关系曲线如下图所示：
能量变化、最大位移量、最大内力、最大应力的收敛变化规律如下图所示：
从上图的吸收度和频率关系可以看出，先迅速增长再逐步下降，主要形成两个峰值，再吸收度较低是形成两个相对较小的峰值。
六、实验总结
此次实验是第一次接触Material Studio(MS)软件，初步学习和掌握了MS 软件的各个模块的功能，并利用MS 对构造的晶体结构模型进行计算和分析。
当然，这一堂课只是一个初步的了解和学习，还要继续发现学习其余更为有用的功能。
相对于之前学习的Gaussian 软件，MS 的操作相对更为复杂，但是由于这个软件构建模型更为直观和细致，所以对此产生了很大的研究兴趣和乐趣。
总而言之此次课堂学习的是一个全新的更富有乐趣的一个计算软件。