毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的 指标和应做的实验等 ） 1。提供条件：提供模拟仿真使用的计算机一台，以及基于 Linux 系统下的 Lammps 软件和 SIESTA

软件和基于 Win 下的 materialstudio 软件。79124

2 设计内容与要求：

（1）通过查阅文献了解分子动力学模拟和第一性原理计算的相关知识。

（2）查阅资料，了解硅纳米材料作为锂离子电池电极材料的相关背景和现阶段研究 的难题。

（3）学习使用耦合了分子动力学和第一性原理的多尺度计算方法，并编写计算调用 程序。

（4）通过多尺度模拟仿真，研究锂在硅中的静力学以及动力学特性。

（5）分析模拟结果，说明硅作为锂离子电池电极材料的优缺点。

完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） ：

1。  毕业设计论文一份（不少于 1。5 万字）；

2。  外文译文一篇（不少于 5000 英文单词）。

完成日期及进度 ：

 2 月 22 日至  6 月 7 日，共 15 周

1。 第 1,2 周 查阅分子动力学模拟和第一性原理计算的相关文献，补充一些结构化学， 量子力学知识。初步开始撰写论文中关于两种不同尺度计算方法的理论部分。

2。第 3,4 周 了解硅电极相比于现阶段锂离子电池的石墨电极的优越性，以及阻碍硅电 极在锂离子电池中广泛应用的因素。

3。第 5,6 周学习使用 MaterialStudio 或者 XMD 建立含有锂掺杂的硅晶体模型，学习使 用 Lammps 软件和 SIESTA 软件。学会制作这两种软件的输入文件以及设置参数，并 使用这两种软件分别对一些简单模型进行最优化。论文网

4。第 7，8 周学习 QM/MM 多尺度方法的基本原理和运行流程，撰写论文中关于本文 中所使用的方法的讲解。

5。第 9 周，编写软件交换调用循环程序，并使用简单模型进行程序测试。

6。第 10 周，使用 QM/MM 多尺度计算方法模拟，锂掺杂原子在硅中的静力学以及动 力学特性。

7。第 11 周，整理数据结果，根据计算结果的精确性确定下一步是否要进行参数修正 进行新一轮计算。若结果精确度可以接受，则同时开始论文中核心部分的撰写工作。 8。第 12，13，14 周，分析结果，总结规律，并完成论文主题的撰写，同时对背景， 理论以及方法说明部分进行认真修改。

9。第 15 周，继续修改，准备答辩。

10。第 15 周继续。

主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等） ：

《材料科学基础》 清华大学出版社 2011 年 1 月

《结构化学基础》周公度 2008 年 1 月

《量子化学-基本原理和从头计算法》 徐光宪 2009 年 6 月

《量子力学》 曾谨言 2013 年 10 月

《固体物理学》 黄昆

《固体能带理论》 谢希德 2007 年 12 月