以第一原理理論計算模擬新穎材料有趣的電子結構與電磁特性

固體材料在人類的歷史中扮演著非常重要的角色，從洪荒時代使用石頭、木材，皮革，到了數千年前進步到使用銅器、鐵器。數百年前大量使用煤、鋼的工業革命更把人類的科技文明帶到了另外一個境界。二十世紀電子產業盛行，半導體成了科技材料的主流，無論手機還是電腦、都和半導體產業的發展息息相關。那二十一世紀呢？是高溫超導體，巨磁阻材料，半金屬（half-metal）材料，多鐵（multiferroic）材料，石墨烯（graphene）等二維材料，還是拓樸材料較有潛力？而在這些發現的新材料中，哪些能帶給自旋電子學（spintronics）重要發展？本文將介紹這些新興材料中有趣的物理特性，以及如何運用第一原理密度泛函理論計算模擬來揭開這些新穎材料的電子結構與電磁特性。