本书主要分为三部分：固体物理基础，计算材料基础，计算材料实践。三个部分虽相互独立但又密切联系，主要是针对固体物理和计算材料课程的学习。靠前部分是必修课教材；第二部分是选修课教材（提高部分）；第三部分是实践指导，讲述了常用软件的使用方法。本教材有助于学生掌握扎实的固体基础知识和计算材料基本技能。

齐卫宏，陕西宝鸡人，博士，教授，博士生导师。主要从事功能纳米材料、计算材料的研究，发表学术论文110篇。

第一篇固体物理
第1章晶体结构
1.1晶体与空间点阵
1.1.1晶体
1.1.2空间点阵
1.2常见的晶体结构
1.2.1金属单质
1.2.2氯化钠结构
1.2.3氯化铯结构
1.2.4金刚石及闪锌矿结构
1.2.5钙钛矿结构
1.3倒易点阵与布里渊区
思考与练习
第2章晶体的结合力
2.1电负性
2.2结合力的普遍性质
2.3晶体的结合类型
2.3.1离子键和离子晶体
2.3.2共价键和共价晶体
2.3.3金属键和金属晶体
2.3.4分子键和分子晶体
2.3.5氢键和氢键晶体
2.3.6混合键和混合键晶体
2.4晶体的结合能
2.4.1离子晶体的结合能
2.4.2共价晶体的结合能
2.4.3金属晶体的结合能
2.4.4分子晶体的结合能
思考与练习
第3章品格振动与热学性能
3.1比热
3.2晶格中原子的热振动
3.3晶体的热力学函数
3.4爱因斯坦模型
3.5德拜模型
3.5.1频率分布函数的计算
3.5.2能量与比热的计算
3.5.3关于德拜温度的讨论
3.6品格振动
3.6.1一维单原子晶格的振动
3.6.2一维双原子晶格的振动
3.6.3三维晶格的振动
3.7品格振动谱的实验测定
3.7.1中子非弹性散射法
3.7.2光子非弹性散射法
3.8吊格非线性振动与热膨胀
3.9品格热传导
思考与练习
第4章自由电子理论
4.1经典自由电子理论
4.2量子自由电子理论
4.2.1三维方势阱的解
4.2.2状态密度
4，2，3费米能级
4.2.4电子比热
4.2.5金属的热容
4.3电导率与霍尔效应
4.3.1电导率
4.3.2霍尔效应
思考与练习
第5章能带理论
5.1固体中电子的共有化和能带
5.2布洛赫定理
5.3近自由电子近似
5.3.1近自由电子模型
5.3.2微扰计算
5.4紧束缚近似
5.4.1紧束缚近似模型
5.4.2能带计算
5.5能带的填充
5.6导体、绝缘体和半导体
思考与练习
第二篇计算材料
第6章计算材料学概论
6.1计算材料学简介
6.2计算材料学的多尺度模拟
6.3计算材料学的学习方法
第7章原子间相互作用势
7.1原子间相互作用势的概念
7.2势函数的表达式
7.3两体势
7.4三体势
7.5多体势
7.6势函数小结
思考与练习
第8章分子动力学模拟
8.1分子动力学的基本概念
8.1.1什么是分子动力学
8.1.2分子动力学模拟的原理
8.2分子动力学的基本技术
8.2.1分子动力学模拟的流程图
8.2.2主要参数的设置
8.2.3力的计算方法
8.2.4分子动力学方程的数值求解
8.2.5边界条件
8.2.6系综原理简介
8.2.7热力学量的计算
8.2.8结构分析技术
8.3应用举例
8.3.1举例：l-Ag-Cu核壳纳米粒子的熔化
8.3.2举例2——纳米铜丝拉伸的模拟
思考与练习
第9章蒙特卡洛方法简介
9.1基本概念
9.2蒙特卡洛方法的基本思想
9.3随机数与伪随机数
9.4物理量的计算
9.5应用举例——CoPt纳米合金的有序无序转变
思考与练习
第10章电子结构计算
10.1第一原理与电子结构
10.2多电子体系薛定谔方程
10.3密度泛函理论基本思路
10.4DFT计算的基本要素
10.4.1A空间
10.4.2截断能
10.4.3赝势
10.4.4DF7总能计算
10.5DFT计算程序
10.6应用举例
10.6.1举例1——微量杂质引发的金属脆化
10.6.2举例2——掺杂二维黑磷的第一原理计算
思考与练习
参考文献
附录：MaterialsExplorer软件使用方法简介