实验报告实验总结范文 实验报告的实验总结模板 学生实验实习报告册学年学期：2021-2021 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：2021213260 学生姓名：联系电话：指点教师：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摹拟的理论基础、发展历程。初步掌握 LINUX 系统的基本操作、脚本编写。熟习经常使用的材料计算软件的使用，并能够通过摹拟计算，取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 1 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 软件取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、结构调理，终究准确取得初始计算模型；5.学会利用VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE（简称 VASP）软件，取得晶体结构稳定构型、电荷密度散布、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、电荷密度散布、电子态密度和能带结构。 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 6.15.191、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摹拟的理论基础、发展历程。初步掌握 LINUX 系统的基本操作、脚本编写。熟习经常使用的材料计算软件的使用，并能够通过摹拟计算，取得常见的简单晶体结构 的几何和电子性质。 2、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。 3、课程设计要求：1.通过前期的课程学习和网络调研，了解第1 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 软件取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、结构调理，终究准确取得初始计算模型；5.学会利用VIENNAAB-INITIOSIMULATIONPACKAGE（简称 VASP）软件，取得晶体结构稳定构型、电荷密度散布、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、电荷密度散布、电子态密度和能带结构。 4、课程设计原理：研究体系的复杂性表现在多个方面，从低自由度体系转变到多维自由度体系，从标量体系扩大到矢量、张量系统，从线性系统到非线性系统的研究都使解析方法失去了原本的威力。因此，借助于计算机进行计算与摹拟恰恰成为唯 1 可能的途径。复杂性是科学发展的必定结果，计算材料科学的产生和发展也是必定趋势，它对 1 些重要科学问题的美满解决，充分辩明了计算材料科学的重要作用和现实意义。 采取了基于密度泛函理论的第 1 性原理计算方法。使用目前经常使用的商业软件包，VIENNAABINITIOSIMULATIONPACKAGE(VASP)，进行摹拟。离籽实与价电子层的相互作用采取投影缀加平面波赝势 (PROJECTORAUGMEN=TEDWAVE，PAW)来描写。交换相干能采取广义梯度近似(GGA)中的 PBE 泛函描写。为了更好地描写层间作用，在计算时，用 OPTPBE-VDW 方法进行范德华尔斯修正。平面波基组截断能设置为400eV。结构优化和静态计算时的布里渊区 K 点采样网格分别为333 和 444。原子完全弛豫，直至各原子之间的力小于0.01eV，结构弛豫结束。 5、课程设计思路、步骤：1、打开 FINDIT 软件，查找 MoS2，选择晶胞参数为 3.16，以下图图 1 查找 MoS2 数据导出 MoS2 数据，注意保存格式为.cif。 2、将保存好的文件（icsd.cif）直接拖入 MATERIALSSTUDIO 软件，便可以看到 MoS2 的单个晶胞结构，点击鼠标右键选择Displaystyle 中的 CPK 选项，调剂原子为适合大小，点击 viewacross查看模型的正面图（图 2），以后点击 viewonto 查看模型的俯视图（图3），最后，保存文件到指定文件夹，文件命名为 MoS2-BULK.Cif。 图 2.MoS2 重视图 3.MoS2 俯视图 3、将保存好的文件（MoS2-BULK.cif）直接拖入 VESTA 软件，转动 1 下便可以看到 MoS2的单个晶胞结构，再点击左下角的 Properties-icsd.cif 进入参数设置，第 1 选择 General 里的 Singleunitcell 便可以看见 1 个更规整的晶胞结构；第 2 点击 Atoms，在里面可以选择 Mo、S 两个原子的色彩；第 3 点击 edit 中的 Bonds，点击 new 后把 A2 改成 S，将 Maxlength改成 3。调剂完后可得到下图（图 4），最后保存文件，命名为icsd.vasp。 图 44、将 icsd.vasp 文件用 Uedit32 打开，可以得到 MoS2 晶胞的坐标数据。 5、计算部份:采取了基于密度泛函理论的第 1 性原理计算方法。 使用目前经常使用的商业软件包VIENNAABINITIOSIMULATIONPACKAGE(VASP),进行摹拟。离籽实与价电子层的相互作用采取投影缀加平面波赝势(PROJECTORAUGMEN=TEDWAVE,PAW)来描写。交换相干能采取广义梯度近似(GA)中的 PBE 泛函描写。为了更好地描写层间作用,在计算时,用 TPBE-DW 方法进行范德华尔斯修正。平面波基组截断能设置为400eV。结构优化和静态计算时的布果渊区 K 点采样网格分别为333 和 444。原子完全弛豫,直至各原子之间的力小于0.01eVA,结构弛豫结束。 （1）打开 Xshell 软件，建立会话并进入自己的分组,拷贝 4 个文件 INCAR、KPOINTS、POSCAR、vdw_kernel.bindat。在 POSCAR 中拷入刚得到的 MoS2 晶胞的坐标数据，修改 INCAR 中的数据，通过 1系列操作，最后输入运行代码 nohupmpirun-np8vasp_std1.out进行结构优化计算。通过结构优化后可以得到 CONTCAR 并导出。 （2）接下来进行静态计算。创建新的文件夹 static,进入该文件夹后导入结构优化后的 CONTCAR、POSCAR，注意还要考入没有结构优化之前的 INCAR、KPOINTS 并修改 KPOINTS 为 444。一样输入运行代码 nohupmpirun-np8vasp_std1.out进行静态计算。得到CHGCAR、vasprun.xml 并导出。 6、将 CHGCAR 拖入 VESTA 中进行参数更改。第 1 选择 General里的 Singleunitcell 便可以看见 1 个更规整的晶胞结构；第 2 点击Atoms，在里面可以选择 Mo、S 两个原子的色彩；第 3 选择 Isosurfaces里的 New，将 Isosurfacelevel 改成 0.05 便可得到下图 5 图 5MoS2晶胞 7、通过 1 个脚本文件 vaspkit 的计算，可以得到 TDOS.dat 并导出，再由脚本文件的另外 1 个计算可导出 PDOS_Mo.dat、PDOS_S.dat, 接着新建 1 个 excel 文档导入 TDOS.dat、PDOS_Mo.dat、PDOS_S.dat中的数据并进行处理,将处理的数据导入 Origin 中再处理，便可得到下图 6 图 68、再创建文件夹 bands,将 CHGCAR、POSCAR、POTCAR、vdw_kernel.bindat 拷贝进该文件夹，再将前面的 INCAR、KPOINTS拷入。在 Matstudi 软件中点击 ToolsBrillouinzonepath 可得到下图 7 图 7 最后在 bands 中用脚本文件计算，可以得到REFORMATTED_BAND.Dat 并导出。相同的方法在 Excel 中处理数据再导入 Origin 中再处理，可以得到 MoS2 的能带结构图 8 图 8MoS2 的能带结构图 6、课程设计结果：根据以上能带结构图，我们可以清晰的看出这是 1 个间隙半导体，电子从价带转移到导带除需要能量之外还需要位移。 7、课程设计总结：这 1 课程的学习，我初步掌握了 Linux 系统的简单操作和简单的材料计算步骤。通过这些学习接触到了材料计算这 1 专业领域，开辟了我的视野，认识到了更多的工作软件。