2024暑期高效能運算課程

課程簡介

隨著電腦的發展，理論計算已經成為化學、化工與材料等相關研究領域的重要工具。依探討的化學體系的尺度以及性質，有不同的計算方法與軟體可以使用。而在探討表面化學反應（由其是催化反應）時常用的一套軟體是簡稱為VASP的Vienna ab-initio Simulation Package。隨著電腦的發展，理論計算已經成為化學、化工與材料等相關研究領域的重要工具。依探討的化學體系的尺度以及性質，有不同的計算方法與軟體可以使用。而在探討表面化學反應（由其是催化反應）時常用的一套軟體是簡稱為VASP的Vienna ab-initio Simulation Package。

VASP由維也納大學Georg Kresse與Jürgen Hafner教授團隊開發，並可用於具備週期性條件的體系進行量子力學尺度的計算。該軟體是目前最多人使用的晶體／材料／表面計算軟體之一。VASP的應用面極為廣泛，其最早應用於固態材料的物理性質計算：如晶格常數、聲子譜、電子結構性質如態密度與能帶結構、機械性質如彈性模數以及表面能等。隨著此軟體的普及化，VASP也開始用於計算在固態結構上的（催化）化學反應。本課程欲利用VASP軟體教導學生如何探討催化反應機制與相關催化反應性質，以提升國內在此議題上做研究工作的能量。本課程會教導如何利用VASP找尋一個反應的反應物、產物以及過度態結構並用來探索不同的反應路徑。此外，課程也會介紹透過分析電子結構來理解化學反應的方法。

本課程將為大家介紹表面化學與化學反應理論的基礎概念，並藉由實際操作讓學員們熟悉VASP的計算執行以及應用。我們會先介紹基於密度泛函理論的計算方法，並說明如何利用此方法研究吸附分子與催化劑表面的相互作用。課程之中我們也會簡單談到這些計算的原理以及計算方法的使用範圍與優缺點，不過整體課程內容會強調實際操作以及使用計算軟體實務上會遭遇的問題，希望透過這個課程讓就算不是此專業背景的使用者，也可以利用VASP這個工具來解決在研究上面碰到的問題。