前言
此次中级班培训为期4天，涵盖了1000多页PPT，几十个实战算例，计算案例操作视频，现场提供免费的超算上机练习。刘博士经过一年精心备课，此次培训通过深入表面计算领域最前沿，解密计算TOP期刊！
建议：中级班课程要求学员曾上过初级班，或者有至少一年以上的第一性原理计算经验！（初学者请先参加初级班，否则可能中级班完全听不懂！）
理论计算的文章要怎样发到JACS及以上的期刊？除了好的Idea，在技术上有四大法宝，中级班就是围绕这四个主题展开的。1. 热力学分析2. 动力学分析3. 电子结构分析4. 从头算分子动力学5. 高通量计算+机器学习课程特色
内容全面：让表面科学计算的同学能够系统性的学习一遍计算知识和程序操作，让学员能够对此领域的一些知识具有更加深刻的认识。这些内容在任何学校开设的研究生课程中都是学不到的，甚至是网上大多数人也不愿意分享的知识。课上还会不断的穿插顶刊文献，让学员知道如何把学到的知识用到顶刊的研究中。
简化操作：每类计算都会给出多个实例和详细的输入文件，针对不同的情况选择不同的输入文件，搭建合理的结构模型，就可以把课上内容应用到自己的科研当中。课上会提供超算账号，在完全的实战环境下学习。淘汰老的计算脚本和方法，把当前最好用最容易上手的脚本和方法分享，对新手极度友好，不走任何弯路。
课程系列：研之成理「固体与表面理论计算培训班」分为初级班和中级班。中级班又分为表面科学计算方向和材料科学（固体）计算方向。初级班针对 0 基础（此 0 基础是指有本科物理或者化学专业基础课的知识背景）的学员，涵盖了第一性原理计算基础知识和常见的计算方法，是学习第一性原理计算入门最快最有效的方法。中级班则采用分专题的方式讲授，课程的深度广度都比初级班增加不少。参加中级班一定要有第一性原理计算基础（至少一年以上的学习使用经验），一些在初级班上讲过的基础内容中级班不会重复！三个课程的涵盖内容可以用如下的图表示：

课程时间安排

培训具体内容
0. 第一性原理计算(初级班)快速回顾
1. 电子结构分析态密度
态密度和能带形成的基本理论，案例分析（单原子催化剂，表面离子缺陷态，表面态，d带中心，催化吸附的轨道相互作用模型），态密度计算方法，p4vasp 和 VASPKIT 后处理分析，态密度的积分，pymatgen 自动画态密度图，K 点选取和 ISMEAR 对态密度计算影响，DOSCAR 详解，过渡金属金属的d带中心理论，N2分子和表面团簇催化剂的轨道相互作用模型分析。轨道相互作用基础知识，高斯计算提取分子轨道，载体和吸附分子态密度作用分析，CO/Ni，N2/Fe3 催化剂的轨道相互作用模型分析。
电荷密度和原子电荷CHCGAR等格点文件格式，分解 CHGCAR 成 tot 和 mag，VESTA 作等值面图，二维切面图。VASPKIT处理电荷密度文件，电荷密度差分，分子 CO，N2 吸附前后的电荷密度差，石墨烯插锂前后的电荷密度差；变形电荷密度；外场下的电荷密度差；平面平均的电荷密度差。Partial charge density 计算方法流程，实空间波函数提取，绘制分子的分子轨道图，绘制 VBM 和 CBM 的电荷密度/波函数，绘制缺陷态/隙间态的电荷密度/波函数，研究激发电子的分布，STM 计算和 Partial Charge Density 对应关系，STM “针尖偏压” 和 “恒定高度”模拟。Bader 电荷，全电子电荷密度生成，AIM(atom-in-molecule) 电荷划分方法，按照原子电荷着色的结构图。
ELF、静电势和功函静电势/功函数概念和计算方法，异质结静电势，静电势分析表面负载团簇的电子流向，分子表面或载体表面静电势分布，受阻路易斯酸碱对。电子定域化函数(ELF)，ELF研究表面催化反应过渡态、电子化合物、缺陷态、分子团簇、吸附分子。
COOP、COHP
晶体轨道重叠布居 COOP 和晶体轨道哈密顿布居 COHP 基本原理，文献案例：单原子催化模型/ 电催化模型/ 高压材料/ 磁性材料/ 镧硼新材料等 COHP 分析。Lobster 计算 COOP 和 COHP 方法，Wxdragon 使用，计算 COHP 的 INCAR 和注意事项，lobsterin 输入文件，投影到基组的类型，Spilling 误差，指定原子对，指定距离范围，高斯展宽，打印 Mulliken and L?wdin 电荷，Lobster 计算重启，输出轨道的实空间轨道（PAW 或 LCAO）数据。Lobster 计算实例：金刚石，CO/Ni，孤立 CO 分子。periodic NBO、ssAdNDP电子定域化方法简介 NBO 和 Periodic NBO 概述，NBO 和 Period NBO 程序介绍，提取单中心，双中心的 NBO。NPA (Natural Population Analysis) 电荷，Periodic NBO 程序编译，投影程序的编译 projection.exe，basis.inp 高斯基组文件准备，平面波基组到高斯基组的投影方法，EMSL 基组库使用。实例：晶体 Si 的 NBO 计算， NBO 轨道绘制和 NBO计算结果分析。实例: CO/Ni(100) 吸附模型的NBO分析。ssAdNDP，NBO 方法的局限性，多中心化学键，AdNDP计算流程，ssAdNDP 编译，ssAdNDP应用实例 2D Borphene，2D 硼金属材料，Be5C2，Cu2Si，ssAdNDP 的搜索技巧，原文还原：硼墨烯的多中心键研究。2. CP2K与从头算分子动力学
CP2K 编译：/tools/toolchain 方法，预编译版本。CP2K 简介：CP2K 的优缺点，CP2K 经典文章介绍。CP2K的使用：CP2K 输入文件，cp2k.inp 文件格式，CP2K 计算原理和重要关键词详解，CP2K 输出文件，CP2K 基组，赝势，坐标读入，基组重叠误差，OT 和 Diag 对比，结构优化和实例练习，Cu(111) + 46H2O 结构优化与AIMD，建立固液界面模型方法，复杂催化体系表面的优化。DFT+U，杂化泛函，磁性排列，范德华校正等参数的设置。从头算分子动力学模拟：AIMD 计算基本流程，相空间，系综，宏观量的计算，牛顿运动方程，速度形式的 Verlet 算法，AIMD模拟的关键参数，AIMD模拟时间步长的选择，AIMD 模拟参数测试，AIMD 的重复性问题，Energy drift 问题，周期性边界条件，动能与温度，控温技术与热浴，速度调节法，Anderson 热浴，Nosé–Hoover 热浴，模拟退火， AIMD 的计算参数详解。轨迹文件的简化和可视化，VMD 的简单使用，AIMD 的后处理，键长键角跟踪，能量与温度涨落，径向分布函数，亥姆霍兹自由能路径计算，均方位移，扩散常数，速度自相关函数，红外光谱，固液界面平均静电势计算，引入电极电势对固液界面的影响。锂离子电池的动力学模拟。自由度限制的AIMD：Potential of mean force，blue-moon/Slow-growth 方法计算自由能势能面。Metadynamics 方法。高斯势函数的参数技巧，数据后处理，一维二维自由能势能面绘制方法。3. 表面催化反应热力学和动力学表面热力学原子堆积方式，FCC、HCP、BCC，Miller 指数，高 miller 指数晶面与台阶面，表面弛豫与重构，对称和非对称的 slab 模型，表面能计算，金属表面能和功函数据库，原子坐标固定，纳米颗粒的结构和表面能关系，Wulff construction 构建，纳米催化中的晶面效应。吸附类型（化学吸附、物理吸附、解离吸附），吸附能计算，吸附位点，吸附计算注意事项，吸附物种间的相互作用，覆盖度，平均吸附能，最后一分子的吸附能。化学平衡，表面吸附平衡，Langmuir 吸附等温式与前提假设，熵变对吸附的影响，覆盖度和温度/压力/吸附能关系计算，多组分气体吸附平衡，催化剂中毒微观原理，表面化学势的计算与表面热稳定性计算，催化剂中毒常见案例。表面催化热力学计算研究思路。表面缺陷态的稳定性。过渡态搜索过渡态判据，无过渡态反应类型，寻找过渡态方法综述，chain-of-states 搜索方法和原理，传统 PEB 方法(plainelastic band)方法遇到的问题，NEB 中 nudge 过程原理，Climbing Image原理，判断插点个数，插点方法，nebmovie.pl 生成 movie 判断插点合理性，CINEB 的 INCAR 关键词和计算方法，VTST优化算法解析，nebresults.pl，nebbarrier.pl, nebspline.pl, nebef.pl等VTST脚本，neb.dat、spline.dat、exts.dat、mep.eps文件自动判断NEB路径上的极值点，Dimer方法原理，选择Dimer，平移 Dimer 过程，Dimer 发展历史，Dimer 的 INCAR 关键词和计算方法， MODECAR 生成，DIMCAR、CENTCAR 和 NEWMODECAR 解读，生成 DIMER 方向 movie 预判过渡态计算是否成功，VTST过渡态计算收敛判断，过渡态搜索常见问题和解决方案。扩散系数与离子电导计算。NEB+Dimer 高效搜索过渡态，neb2dim.pl。NEB 计算线性插点的问题，IDPP 插点原理，使用 pymatgen-diffusion 和 pymatgen 做 IDPP 非线型插点。
频率计算与热力学数据计算Hessian 矩阵，力常数矩阵对角化，孤立和吸附分子振动区别，零点振动能，有限位移频率计算，Jmol 观察振动，振动数据提取和分析。系综配分函数，分子配分函数，热力学量与配分函数的关系，内能、亥姆霍兹自由能、焓、吉布斯自由能、熵、等容热容、等压热容，理想气体假设，能量成分的拆分，平动、转动、振动、电子跃迁的配分函数，和其对各种热力学量的贡献计算，振动频率、温度和熵的关系，0K 热力学数据校正计算，实际温度热力学数据校正计算，VASPKIT  计算吸附分子热力学量，吸附分子和孤立分子的热力学量计算区别。气体分子的自由能校正，查实验数据热力学表 JANAF-NIST，使用 Gaussian 程序做频率计算得到热力学数据，VASPKIT 计算孤立分子热力学量。化学反应速率常数计算基元反应，单分子多分子基元反应速率方程，稳态平衡和速率方程关系，反应速率常数计算，Arrhenius equation，eyring equation 推导，指前因子计算，表观活化能拟合，过渡态理论，准平衡态假设，过渡态络合物，透热系数，Recrossing 问题，判断基元反应是否容易发生，Eyring 过渡态理论的局限性，ΔGa/温度/反应速率常数 k 之间的关系，半衰期，谐振过渡态理论 HTST 公式，吸附和脱附步骤反应速率，Knudsen-Langmuir equation，隧穿效应，Wigner 方法计算透热系数。催化反应机理Langmuir-Hinshelwood (LH) mechanism，Eley-Rideal (ER) mechanism，Mars-Van Krevelen (MvK) mechanism，及其速率方程组。LH 实例合成氨反应，ER 实例Volmer-Heyrovsky HER，MvK 实例低温 CO 氧化反应。催化循环和总包反应能量。微观动力学模拟简介TOF(Turnover frequency)，TON(Turnover number)，微观动力学模拟，稳态近似，平均场近似，联立和求解微分方程组，CatMap 的使用，CatMap 输入文件，形成能的计算，shomate_gas，绘制速率-温度/压力图，输出覆盖度图，提取自由能势能面，绘制吸附能火山曲线，定义 linear scaling，拟合 BEP 关系线。决速步和决速态理论决速步，决速步理论推导出解析的 TOF 的表达式，温度/分压对 TOF 影响，k 表象，E 表象，决速态，TOF-determining transition state (TDTS)，TOF-determining intermediate (TDI)。BEP 和火山曲线BEP 关系，甲烷 C-H 活化/NO 分解等催化反应中的 BEP 关系，BEP 关系注意事项，截距和斜率规律。BEP 关系最新拓展：配位数，d 带中心，态密度，费米能级，电离能，功函等等的线性规律。高通量计算与机器学习Materials project 数据库API使用和批量获取结构方法。Pymatgen 简介，自动化表面切割，自动生成表面吸附结构，自动绘制能带结构，态密度图，稳定性相图。目前较为成熟机器学习软件简介：LASP，DP-GEN，SISSO，CGCNN，AiiDA等。4. JDFTx 与电催化计算计算电催化基础：ORR、OER、HER、HOR 反应机理，Norskov 模型过电势计算，台阶图计算，电催化基元步骤自由能变计算，OER 实例，M-N4/graphene，溶液的 pH 影响，NRR，CO2RR 机理。光催化基础，能带边缘位置计算，band alignment。
进阶电催化计算：传统计算模型缺陷：“双电层”理论，Gouy-Chapman 模型，零电荷电势 potential of zero charge (PZC)，显式/隐式溶剂模型流派和代表文献，连续介质模型，VASPsol 使用方法和实例练习，JDFTx 编译安装，JDFTx 学习方法，JDFTx  输入输出文件结构，单点能计算 .in 文件，几何优化 .in 文件，频率计算 .in  文件，溶剂化模型，bound charge，表面模型计算+溶剂化+电极电势计算，charge-neutral method vs constant-potential method，配合 JDFTx 精确计算电催化模型常用方法。溶剂和电极电势对二维材料电催化的影响。显式溶剂模型 +AIMD 处理电催化界面方法（ AIMD 部分讲解）
讲师介绍刘锦程博士，清华大学博士，长期从事表面催化和材料计算研究，对量化计算，第一性原理计算，分子动力学模拟有五年研究经验，精通 VASP，CP2K，Gaussian，ORCA 熟练使用 JDFTx，Gromacs，ADF 等计算程序。近三年在表面催化，电催化，电池材料，过渡金属配合物等领域发表多篇文章。在 JACS，Nat. Commun. ，ACS Catal.，Nano Energy, Natl. Sci. Rev. 等期刊上以第一作者发表纯理论计算文章，并与实验科学家合作在 Nat. Nanotech., Nat. Commun., PNAS，Adv. Mater., JACS  等期刊上发表多篇合作文章。Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=hAkSR2wAAAAJ&hl=en
培训时间地点报到时间：2019 年 11 月 17 日  13：30 - 17：00（签到、领取材料、缴费）；11月 18 号上午也可以报道。培训时间：2019 年 11 月 18 日 - 11 月 21 日，9:00 - 12:00；13:30 - 17:30地点：北京市海淀区西北旺东路 10 号院 21 号楼三盛大厦东区三层
报名费学生（本科生，硕士/博士生）：2700 元教师（含博士后）以及企业人员：3200 元注：学生报名者报道时务必本人到场，且携带本人的在读学生证。否则需要补齐与教师费用的差价。注: 费用包含全四天的（听课费，彩色打印讲义费，课程电子文件资料费，课程配套视频费，超算试算机时费），学员需要自理食宿和交通费用。注：如果自费(无需发票)优惠 150 元，如果不需要彩打(用黑白讲义)优惠 100 元。注：缴费完成后，请将缴费成功界面截图发到邮箱 rationalscience@163.com。（请务必备注「 理论培训费 + 付费人姓名 + 单位」）。
付费方式：1）支付宝/微信转账：扫描下方二维码（可以通过公务卡付款）（微信直接识别（Iphone手机如果无法直接识别二维码，请先下载二维码到手机本地相册，然后通过微信扫一扫识别），支付宝需要先下载该图片到手机本地相册，然后通过支付宝扫一扫付款，如果无法通过支付宝汇款，请通过银行转行方式）
杭州钟老师创绎科技有限公司
2）银行卡对公支付收款单位账号信息：帐  号：1202024609800002594户  名：研之成理（杭州）网络科技有限责任公司开户行：中国工商银行杭州浙大支行
3）现场缴费现场支持公务卡刷卡，选择现场缴费的学员需要交纳 500 元押金才能预留座位。
再次提示：付费时备注请务必填写「理论培训费 + 付费人姓名 + 单位」，方便工作人员确认。
报名方通道：（识别下方二维码，填写报名表，工作人员会在 24 h 内联系你）

报名及缴费咨询：科喵 13023603385（微信同号）
主办单位研之成理自然科学研究中心、并行科技、源资科技。
培训须知1.   每个人在报到时都会提供盖有公章的会议通知和电子发票（A4 纸黑白打印、丢失不补）。若当前会议通知不方便报销，我们也可以按照报名者的要求进行调整，请通过微信联系我们。关于发票的说明：我们统一开具的是 电子发票，会议现场所提供的是打印版电子发票（黑白打印），并非传统纸质发票。如有需要，可以提供电子发票的 PDF 文件，以方便自行打印。
2.  此次培训仅限 70 人，如果报名后，我们尝试通过报名表中的各种联系方式联系报名者但经过数日都没有收到任何回复，本次报名将作废，且报名未来的培训时将不再受理。我们希望发来报名表的都是真心要参加培训学习知识的人，请尽量避免浪费有限的培训名额。
4.   培训内容包含大量练习和演示，故强烈建议参加者携带笔记本电脑（Windows 系统 64 位，对配置无要求），并注意充电，尽量自带排插。
5.   中级班内容较多，纸质版讲义，课程电子资料，课程配套视频，都不得以任何形式传播，复制，出售，或将其中内容挪作它用。如有发现并核实，主办方将追究其法律责任。
6.   本次培训全程严禁拍摄。对于多次劝阻无效者，主办方有权请其离开会场。培训所发讲义和自己的录音不得私下复制、传播、售卖以及发布到网络。如有发现并核实，主办方将追究其法律责任。最近有发现其他组织的培训课程盗用此培训大纲，请大家辨别培训的质量，以免参加一些质量不佳的培训，白白浪费时间和经费。