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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

1. 每课⼀个完整可运⾏案例
每个知识点都搭配可直接运⾏的 QE 输⼊⽂件,覆盖常⻅材料典型体系,学完就能复现。
2. 从物理原理出发,⽽⾮参数罗列
不只告诉你「这个参数设多少」,更讲清楚「为什么这样设」——收敛精度与计算成本的取舍、赝势选择的物理依据、smearing 对⾦属态密度的影响。让你在⾯对新体系时有判断⼒,⽽不是照搬别⼈的数值。
3. 涵盖⾯⼴,避免碎⽚化学习
市⾯上⼤多数 QE 教程只讲⼀两个案例,学完还是不知道如何系统开展研究。本课程涵盖从安装 → DFT 理论 → 收敛 → 优化 → 电⼦结构分析 → 表⾯体系→ 磁性 → 声⼦ → 相互作⽤解析 的完整链条,帮你建⽴系统认知。
4. 两阶递进,学习路径清晰
基础 12 课:建⽴ DFT 完整⼯作流,能独⽴完成标准计算
进阶 8 课:进⼊专题深化,⽀撑独⽴科研选题
两阶共 20课,可按需组合。
5. 配套上机演示视频,⽅便上⼿
所有课程均配对应上机实操,可以对照。

 

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

➢ 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。

 

报名入口

扫码报名 有问题可扫码咨询任老师

 

 

*本次活动最终解释权归东方科软(北京)科技有限公司所有。

 

 

更多内容请点击此处查看

 


 

 

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欢迎您的参与和关注!

 

 

 

 

 

 

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