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1 北京国家电子显微镜中心和先进材料实验室，清华大学材料科学与工程学院，北京 100084，中国 *通信地址：lingu@mail.tsinghua.edu.cn 收稿日期：2023 年 5 月 22 日；接受日期：2023 年 6 月 4 日；在线发表日期：2023 年 6 月 13 日；https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2023.100009 © 2023 作者。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。引用：Gao A. 和 Gu L. (2023)。从还原论的角度洞察材料科学。创新材料 1(1), 100009。材料结构与功能之间错综复杂的关系是长期以来研究的重大挑战。材料科学的还原论方法需要全面的理解，从原子能级的精确解到特定边界条件下相能带的基本原理，再到可以用统计方法理解的材料宏观特性。本研究系统地将宏观材料分解为其组成部分：相、晶胞、原子和电子，从而从基本粒子的角度深入研究材料特性。我们主要关注的是互易空间中的能带结构（电子）和色散关系（声子），以及实空间中四个基本自由度（晶格、电荷、轨道、自旋）的分布。我们以锂离子电池系统为例，说明还原论如何丰富我们对所起作用材料的理解。本文最后采用还原论方法对材料科学未来的潜在发展轨迹和根本挑战进行了前瞻性的思考。
从还原论角度洞察材料科学
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