Quantum ESPRESSO 系统性计算课程即将上线,敬请期待!
做材料计算,最难的不是「会不会⽤软件」,⽽是:拿到⼀个材料,不知道该设什么参数、不知道结果对不对、不知道下⼀步该算什么。⼤多数教程教你「怎么点按钮」,却不教你「为什么这样设」。这导致学习者只能录⼊别⼈的⽂献中已报道的参数,⼀旦遇到⾃⼰的体系就⽆从下⼿。
本课程以 Quantum ESPRESSO(QE) 为核⼼⼯具,从底层物理出发讲清楚每⼀步操作的原理,让你在独⽴开展科研时真正有判断⼒——知道什么参数该严、什么参数该松、什么时候结果可信、什么时候需要换个⽅法。
为什么学习Quantum ESPRESSO?
QE 是全球材料科学界最⼴泛使⽤的开源 DFT 计算软件:
- 材料、化学与物理领域的顶级期刊,对QE认可度极⾼
- 完全免费,⽆需任何商业授权,Linux/macOS/Windows 均可运⾏
- 社区活跃,官⽅⽂档详尽,持续更新
- ⽣态完善:phonopy、ASE、LOBSTER、AiiDA 等⼯具⽆缝集成
- 涵盖功能最全⾯:结构优化、声⼦计算、光学性质、磁学、NEB、分⼦动⼒学等
学通 QE,等于掌握了计算材料化学领域 80% 的通⽤技能。
课程特点
适合谁来学
1 材料科学/物理/化学⽅向研究⽣、博后
使其系统建⽴ DFT 计算能⼒,⽀撑论⽂发表
2 ⾼校教师、课题组⻓
使其建⽴计算平台,熟悉DFT计算的便捷与边界,指导学⽣快速上⼿
3 转⾏做计算的传统实验科研⼈员
从零掌握 DFT,了解DFT的⼒量,拓宽研究⼿段
4 QE 已有使⽤经验、想系统提升的科研⼈员
补⻬理论盲区,进⼊声⼦、磁性、DFT+U等专题,提⾼复杂体系分析⽔平
主讲人
吴博⼠:央企研究院⾼级⼯程师,从2010年开始接触QE软件,具有丰富的软件操作经验。 在化学和材料领域顶级期刊Nature Comm, JACS, Angew, Adv Mater,EES均以通讯作者发表过研究型论⽂。 2010此后⼗六年间, 始终以QE作为⽇常科研⼯作中最核⼼的⼯具——从体相晶体的结构优化、声⼦谱计算,到表⾯催化体系的分⼦吸附、磁性材料的第⼀性原理模拟,⼏乎⽤ QE 做过材料计算领域的所有主流研究⽅向案例。 在⻓期的科研实践中,积累了⼤量从零搭建计算流程、调试收敛参数、设计计算⽅案的实战经验,也深刻了解⼀个计算初学者的痛点和上升阶段的困惑 ——这些,正是这⻔课的出发点。
课程介绍
Quantum ESPRESSO系统性计算课程分为基础 12 课和进阶 8 课,共 20 课。两阶内容完全独⽴成章,可按需学习,也可系统贯通。
基础课程(A01-A12)
建⽴完整的 DFT 实战能⼒
适合:零基础研究⽣、博后、有⼀定计算化学/物理背景的科研⼈员
你将掌握:从软件安装到独⽴完成完整 DFT 计算流程的核⼼能⼒
课程目录:
A01 QE概述与安装
在 Linux/macOS 上完成 QE 编译与并⾏环境配置,跑通第⼀个⾃洽计算
A02 输入文件结构详解
深⼊理解五⼤输⼊卡⽚(&CONTROL/SYSTEM/ELECTRONS/IONS/CELL),从此不再对着参数⼀脸茫然
A03 赝势理论
理解 NCPP/USPP/PAW 的物理本质,学会从 SSSP/PSLibrary选对赝势
A04 DFT理论基础
建⽴ DFT 的物理图像:Hohenberg-Kohn 定理 → Kohn-Sham⽅程 → 交换关联泛函(LDA → GGA → meta-GGA → 杂化),知其然更知其所以然
A05 SCF收敛与 k点采样
掌握⾦属体系的收敛难点、smearing 选择、mixing 参数调试,告别 SCF 不收敛的恐惧
A06 结构优化
学会 relax 与 vc-relax 的选择逻辑,理解 BFGS 算法的适⽤场景
A07 态密度计算
掌握 SCF → NSCF → dos.x 两步法,理解 PDOS 投影背后的物理意义
A08 能带计算
学会⽤ SeeK-path ⽣成⾼对称路径,画出发表级能带图,识别导体/半导体/绝缘体
A09 表⾯模型
Miller 指数、表⾯能计算、slab 真空层设置、偶极校正,从体相⾛向真实表⾯
A10 分子吸附
理解吸附位/覆盖度/吸附能,催化领域核⼼的思维
A11 密度与差分电荷密度
⽤ pp.x 提取电荷密度、VESTA 可视化、电荷转移/⾮成键相互分析
A12 QE常⻅报错排查
汇总常⻅报错信息与解决⽅案,对QE整体流程进⾏汇总
进阶课程(B01-B08)
进⼊专题科研的独⽴能⼒
适合:完成基础课程、或者已有 QE 使⽤经验、希望进⼊特定专题深造的科研⼈员
你将掌握:材料计算领域 8 个核⼼专题的独⽴研究能⼒
课程目录:
B01 声⼦与热⼒学性质
ph.x → q2r.x → matdyn.x 完整流程,声⼦⾊散曲线、热容、⾃由能矫正
B02 磁性计算与⾃旋轨道耦合
nspin=2 ⾃旋极化、noncolin ⾮共线磁性、lspinorbSOC、磁各向异性能(MAE),5d 体系必备
B03 分⼦动⼒学
理解 BOMD / NVT / NVE 系综,MSD 扩散系数,OVITO 轨迹可视化
B04 Bader 电荷与Lowdin 电荷
critic2 ⼯具、QTAIM 拓扑分析、键临界点(BCP)、电荷转移定量分析
B05 LOBSTER 和COHP 化学键分析
pw2lobster 流程、COHP 解读(键合 vs 反键)、ICOHP量化键强
B06 Projwfc 输出详解
PDOS ⽂件列结构解码(d_z² → d_xz → d_yz →d_x²⁻y² → d_xy)、⾃旋分辨、d 带中⼼计算与信息分析
B07 DFT+U
Hubbard_U 参数物理、NiO / Fe₂O₃ 带隙修复、U 值收敛测试、线性响应法
B08 ASE 和复杂结构建模
ASE ⾃动构建表⾯/异质结/纳⽶管、Materials Project/COD 数据库、⾃动化⼯作流
学员评价
「之前跟着⽹上的零散博客和视频学了⼀个学期,遇到没⻅过的参数不收敛情况就卡住。这套课程把每⼀步的物理讲清楚,现在拿到新体系知道从哪⼊⼿了。」
——某 985⾼校材料系博⼠
「进阶课⾥ DFT+U 和 COHP 那两节特别实⽤,直接⽤到了我正在做的NiO 催化项⽬⾥。」
——某研究所博后
课程内容预览



课程费用

以上费用包含:1年内课程无限次观看;1年内学员答疑群;1年内课程更新内容免费获取;课程纸质讲义;课程计算文件(含模型、计算结果文件、脚本文件);
※以上费用不包含软件,请大家自备软件。
※本课程为线上录播课,付款后即可开通观看权限。
付款方式
| 对公转账 |
微信支付 |
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➢ 账户名称:东方科软(北京)科技有限公司 ➢ 开户行: 招商银行北京大兴支行 ➢ 账号:110925883610202 ※个人可以进行对公转账。 |
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报名入口
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