摘要：磁性材料在导航、电子、医疗等领域有着着广泛的应用，对我们的日常生活有着深远的影响。
磁性材料在导航、电子、医疗等领域有着着广泛的应用，对我们的日常生活有着深远的影响。
材料的磁性受到原子磁矩大小和排列方式的影响，宏观上表现为顺磁、铁磁、反铁磁、亚铁磁等特性。在居里温度或奈尔温度下材料的磁性能发生转化，即从铁磁/反铁磁性转变为顺磁性。
材料的磁性涉及较复杂的物理理论，包括自旋轨道耦合、量子霍尔效应、反常量子霍尔效应等，对初学者来说有较大的难度。
本次课程通过VASP软件、Python软件、蒙特卡洛方法、紧束缚模型等工具给大家介绍材料磁性的计算理论与计算方法，具体涉及VASP输入输出文件，铁磁/反铁磁/亚铁磁构型、磁各向异性、晶体场、磁相变温度、四方/三方/六角格子的紧束缚模型求解、反常量子霍尔效应、贝里曲率和陈数。
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讲师介绍
张老师，高校教师，博士毕业南京大学，凝聚态物理专业。从事自旋电子学、铁电、压电、多铁、谷电子学、微磁学模拟等领域的理论研究。擅长使用VASP做数值计算，尤其在磁性材料方面，具有丰富的数值计算和模型计算经验。
在拓扑绝缘体、磁性拓扑半金属、磁性谷电子学、压电材料等领域发表多篇学术期刊。在Phys. Rev. B、Appl. Phys. Lett.、 Appl. Phys. Rev.、 Adv. Func. Mater.、Nanoscale、PCCP、J. Phys. Conden. Matter等期刊发表学论文20多篇。运营公众号 ”计算凝聚态物理”，关注者1万多人。在拓扑电子学、磁性材料常见模型、第一性原理计算、数据处理Shell脚本、哈密顿模型python代码、蒙特卡洛方法等发表原创推文200余篇。
课程详情
01
VASP磁性材料计算参数
本章给大家介绍VASP软件基本输入文件与参数、结构优化计算、GGA+U方法、磁矩设置与控制计算的流程。这能够让大家了解VASP软件基本功能与使用方法，以及对磁性问题的计算方法。具体涉及：
✅VASP主要计算参数；
✅库伦排斥；
✅非线性磁；
✅自旋轨道耦合；
✅控制磁矩；
✅收敛问题。
三角格子案例、查看磁矩
02
磁性理论基础知识
本章介绍磁性相关的理论知识，包括常见的哈密顿形式、常见的哈密顿模型、自旋电子学领域的研究、从DFT中抽取哈密顿中的各项参数、四态法、晶体场效应、磁性调控等。这能够让大家了解磁性理论中的一些基本概念与物理图像。具体涉及：
✅磁性来源；
✅常见的磁性体系；
✅自旋电子学；
✅磁性的哈密顿参数；
✅第一性原理与哈密顿参数；
✅四态法；
✅磁耦合机制；
✅晶体场；
✅磁性调控。
自旋电子学介绍
巨磁电阻
自旋阀
磁性体系的哈密顿
python代码求解海森堡模型中的哈密顿参数
四态法
晶体场效应
磁性调控案例讲解
03
数据处理
本章介绍VASP输出文件格式、Linux操作系统基础命令与shell脚本、Python软件基础语法与Matplotlib命令，并使用Shell脚本和Python程序处理VASP输出文件并作图。这能够让大家掌握磁性问题相关的数据处理方法与流程。具体涉及：
✅shell脚本入门
✅VASP数据结构
✅三维能带图的计算
✅python快速入门
✅matplotlib绘图
Shell脚本
python快速入门
Shell 处理VASP输出结果
3D磁性和非磁性能带绘图程序教程
matplotlib 快速入门
04
蒙特卡洛方法计算磁相变
本章介绍蒙特卡洛方法计算磁相变，包括通过Python程序实现蒙特卡洛计算、居里温度与奈尔温度计算、metropolis方法计算相变温度、mscsolver软件使用方法。这能够让大家了解蒙特卡洛方法的原理与计算磁相变的方法。具体涉及：
✅蒙特卡罗方法计算圆周率；
✅蒙特卡罗方法计算定积分；
✅居里温度与奈尔温度；
✅蒙特卡罗方法计算相变温度；
✅mcsolver使用介绍。
蒙特卡洛方法计算案例
mcsolver使用案例和经验总结
05
紧束缚(TB)模型
本章介绍紧束缚模型的基础理论与应用，包括原子轨道线性叠加波函数基组、TB模型的构建与求解、四方/三角/六角格子的TB模型、TB模型的Python代码。这能够让大家掌握TB模型的构建与Python求解方法。具体涉及：
✅紧束缚模型原理；
✅常见晶格的TB模型构建；
✅TB模型的能带；
✅pythtb软件使用快速入门。
TB模型构建哈密顿
使用python计算本征值绘图
06
量子反常霍尔效应
本章介绍量子反常霍尔效应、球谐函数与自旋轨道耦合、贝里曲率与陈数、vaspberry软件介绍和使用。这能够让大家了解量子反常霍尔效应基本概念、TB模型构建哈密顿量、python计算贝里曲率与陈数。具体涉及：
✅量子反常霍尔效应介绍；
✅球谐函数与自旋轨道耦合；
✅贝里曲率与陈数计算；
✅vaspberry软件介绍和使用。
手性边界态
球谐函数
求解自旋轨道耦合矩阵元
计算贝里曲率和陈数代码实现
python代码计算贝里曲率案例
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课程主题：VASP专题培训：磁性计算
主办单位：深圳华算科技有限公司（拥有VASP、Materials Studio、Gaussian商业版权）
培训形式：录播课程，提供课件、超算练习账号，课程群永不解散，在线答疑。
课程费用：2980元，限时赠送价值2400元理论计算课程（包含价值699元量子化学理论入门宝典《计算量子化学入门必备线上课程》、价值799元《二维材料铁电性计算入门课程》、价值899元《经典二维材料理论计算课程》。
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来源：华算科技
