本書面向高年級本科生和研究生，系統(tǒng)地介紹了計算材料學的核心理論與方法。內容涵蓋從固體物理的基礎知識(如晶體結構、電子能帶和聲子譜)到量子力學中的近似方法(如變分法和微擾理論)，再到哈特里-�？朔椒ㄅc密度泛函理論等第一性原理計算方法。此外，本書還深入探討了贗勢理論及其在固體材料計算中的應用，并結合具體算例，通過上機實驗幫助讀者掌握結構優(yōu)化、能帶計算等關鍵技能。同時，本書擴展介紹了分子動力學、相場法等可模擬較大時間和空間尺度的計算方法，以及近年來興起的機器學習和材料基因組技術。特別是針對鐵電材料的多尺度模擬實例，展示了如何整合不同計算方法，實現(xiàn)材料的理性設計與優(yōu)化。最后，本書提供了若干電子材料相關的典型算例，包括半導體、鐵磁、自旋和拓撲材料等，這些算例均可通過開源軟件完成。本書可作為相關專業(yè)本科生和研究生的教材，同時也為從事計算材料學研究的科研人員提供參考。希望通過本書的學習，幫助讀者系統(tǒng)掌握計算材料學的基本理論與方法，為從事相關領域研究和開發(fā)奠定基礎。