| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第13-25页 |
| 1.1 计算材料学的发展以及对研究高温高压的意义 | 第13-15页 |
| 1.2 第一性原理计算在矿物物理学中的应用 | 第15-16页 |
| 1.3 地球深部碳循环的研究背景 | 第16-21页 |
| 1.3.1 地幔中究竟含有多少碳 | 第16-17页 |
| 1.3.2 地幔中的碳以什么形式存在 | 第17-19页 |
| 1.3.3 地幔过渡带底部存在一个碳酸盐化的地幔橄榄岩层 | 第19-21页 |
| 1.4 MORB中含铝矿物的研究背景 | 第21-24页 |
| 1.4.1 俯冲板块和洋中脊玄武岩MORB的研究意义 | 第21-23页 |
| 1.4.2 地幔成分与俯冲板块成分的差异 | 第23-24页 |
| 1.4.3 MORB中含铝矿物的实验和理论研究进展 | 第24页 |
| 1.5 论文结构 | 第24-25页 |
| 第二章 密度泛函理论 | 第25-43页 |
| 2.1 波函数和薛定谔方程 | 第25-29页 |
| 2.2 Born-Oppenheimer近似:绝热近似 | 第29-30页 |
| 2.3 Hatree-Fock近似 | 第30-32页 |
| 2.4 Hohenberg-Kohn定理:多体理论 | 第32-35页 |
| 2.5 Kohn-Sham方程:有效单体理论 | 第35-36页 |
| 2.6 交换关联泛函 | 第36-38页 |
| 2.6.1 LDA | 第36-37页 |
| 2.6.2 GGA | 第37-38页 |
| 2.7 KS自洽场计算过程 | 第38页 |
| 2.8 正交化平面波法 | 第38-39页 |
| 2.9 赝势 | 第39-41页 |
| 2.9.1 模守恒赝势 | 第41页 |
| 2.9.2 超软赝势 | 第41页 |
| 2.10 快速傅里叶变换 | 第41页 |
| 2.11 布里渊区和k空间取样 | 第41-42页 |
| 2.12 收敛性测试 | 第42页 |
| 2.13 密度泛函理论在地球科学以及行星科学中的应用 | 第42-43页 |
| 第三章 晶体热力学性质与弹性性质 | 第43-61页 |
| 3.1 晶格振动 | 第43-47页 |
| 3.1.1 晶格动力学 | 第43-46页 |
| 3.1.2 晶格振动态密度 | 第46-47页 |
| 3.2 晶体的热力学性质 | 第47-50页 |
| 3.2.1 热力学量 | 第47-48页 |
| 3.2.2 配分函数 | 第48-49页 |
| 3.2.3 格临爱森参数 | 第49-50页 |
| 3.3 简谐近似 | 第50-52页 |
| 3.4 弹性变形过程热力学 | 第52-55页 |
| 3.5 广义胡克定律 | 第55-56页 |
| 3.6 计算弹性传统方法 | 第56-57页 |
| 3.7 Wu-Wentzcovitch方法 | 第57-59页 |
| 3.8 计算矿物晶体的波速和各向异性 | 第59-61页 |
| 第四章 第一性原理研究高温高压下碳酸盐矿物 | 第61-91页 |
| 4.1 第一性原理计算菱镁矿的方法细节 | 第61-63页 |
| 4.2 菱镁矿的晶格动力学性质 | 第63-65页 |
| 4.3 菱镁矿的状态方程 | 第65-68页 |
| 4.4 菱镁矿的热力学性质 | 第68-71页 |
| 4.5 菱镁矿的弹性性质 | 第71-77页 |
| 4.6 菱镁矿的波速和各向异性 | 第77-81页 |
| 4.7 地幔过渡带底部和下地幔顶部存在碳酸盐化地幔橄榄岩层 | 第81-91页 |
| 4.7.1 金刚石的密度及其在岩浆海660公里深处富集 | 第82-84页 |
| 4.7.2 布里基曼石的分解和金刚石的氧化 | 第84-85页 |
| 4.7.3 碳酸盐层对波速和密度的影响 | 第85-90页 |
| 4.7.4 碳酸盐和大气中CO_2的浓度 | 第90-91页 |
| 第五章 第一性原理研究高温高压下含铝相矿物 | 第91-117页 |
| 5.1 第一性原理计算NAL端元的方法细节 | 第91-93页 |
| 5.2 NAL相端元结构 | 第93-94页 |
| 5.3 NAL相组分模型 | 第94-95页 |
| 5.4 NAL相端元的六角结构原胞与正交和六角结构超胞比较 | 第95-98页 |
| 5.5 NAL相的热力学性质 | 第98-103页 |
| 5.6 NAL相的弹性和波速 | 第103-114页 |
| 5.7 NAL相结果的研究意义 | 第114-117页 |
| 第六章 总结及讨论 | 第117-121页 |
| 6.1 研究内容总结 | 第117-118页 |
| 6.2 未来研究展望 | 第118-121页 |
| 参考文献 | 第121-135页 |
| 在读期间参加的学术会议和发表的学术论文 | 第135-137页 |
| 致谢 | 第137-138页 |
