探索第一原理电子结构计算之倒空间算法：原理、应用与展望

一、引言

1.1研究背景与意义

在材料科学、凝聚态物理等众多前沿科学领域，深入理解物质的微观电子结构是揭示其宏观物理化学性质的关键所在。第一原理电子结构计算作为一种基于量子力学基本原理的强大理论工具，无需借助任何经验参数，仅从原子核和电子的基本相互作用出发，通过求解薛定谔方程，就能精确地预测物质的电子结构以及相关性质，在现代科学研究中占据着举足轻重的地位。

从材料科学的角度来看，随着对新型功能材料需求的不断增长，如高性能半导体材料、超导材料、磁性材料以及具有特殊催化性能的材料等，第一原理计算为材料的设计与开发提供了至关重要的理论指导。它