利用第一性原理计算预测半导体的基本性质与材料探索

摘要： 在当前资源环境问题和能源形势的背景下，人们不仅追求卓越功能，更需要由地球丰富元素构成、成本低廉且环境友好性高的新型材料。要发现能升华为有益社会的"材料"的新物质，制定精准的设计与探索方针的重要性不言而喻。接下来的关键挑战在于：如何覆盖广阔的探索空间，以及如何从中筛选出有前景的物质。近年来，随着计算科学的进步和超级计算机运算能力的提升，通过第一性原理计算等计算科学方法，已能高精度且全面地预测物质的稳定性和特性。结合数据科学技术，乃至组合合成与评估等方法，全球正积极推动加速新物质/新材料的开发，同时尝试从海量数据分析中获取设计与探索方针——这正是所谓"材料信息学"的研究路径。