材料与器件模拟研讨会暨QuantumATK Workshop 2018在山东师范大学成功召开

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由Synopsys QuantumATK,山东师范大学物理与电子科学学院和费米科技联合主办的 “材料与器件模拟研讨会暨QuantumATK Workshop 2018” 在济南成功召开。来自 Synopsys QuantumATK、北京大学、华中科技大学、山东师范大学、山东大学、大连理工大学等多个单位的老师和同学在会上向大家介绍了各自的工作,在听众中引起了热烈的讨论。在随后的 Workshop 上机练习中,Synopsys QuantumATK的 Kurt Stokbro 博士和费米科技董栋博士为大家介绍 QuantumATK 基本功能和 2018 版新功能的实例,并与老师和同学就各自的研究中的问题进行了深入的交流。Kurt Stokbro 还为各位用户介绍并预览了2019.3版众多令人瞩目的新功能,激起了很多老师和同学的兴趣。   费米科技秉承为用户服务的宗旨,将在一年一度的全国的 Workshop 基础上组织更多的区域性和在线的研讨会,以为用户之间的交流提供更大的便利,敬请期待。 费米科技感谢 QuantumATK全体中国用户的大力支持,感谢山东师范大学的张广平老师课题组为组织本次会议付出了大量的努力! 有关本次会议的报告录像和其他资料已经上传于费米集合(链接)的QuantumATK材料与器件模拟平台用户讨论区,欢迎注册、登录费米集合下载。具体方法是: 用学术邮箱注册费米集合(https://www.fermihub.cn/hub),注册之后需要手工批准,请稍等; 登录费米集合,搜索并进入“QuantumATK材料与器件模拟平台“; 在左侧的“文件“菜单即可下载我们发布的文件。 更多详细情况请咨询费米科技。

免费在线讲座:太阳能电池的精确模拟以及光电性能的温度效应

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2018年11月7日,Synopsys QuantumATK团队将举办免费在线讲座,介绍如何使用QuantumATK的最新功能Photocurrent模块在原子水平上精确模拟太阳能电池的光电流和开路电压。 温度效应是影响开路电压和光电流的重要因素,在光电流计算中要考虑温度效应必须将电声耦合考虑在内。 注册链接 点击这里注册。 主讲人 Mattias Palsgaard, PhD, QuantumATK 中光电流计算模块的开发者 Ulrik Vej-Hansen, PhD,Synopsys QuantumATK团队的应用工程师 时间 2018年11月7日,下午4:00 (注册时有两场时间可选,内容相同,可任选一场) 时长 30分钟(含答疑时间) 内容 本次讲座将介绍如何使用QuantumATK模拟太阳能电池: 如何设置光电流计算以及如何使用NanoLab图形界面分析结果。 使用新的工具配合QuantumATK中的其他方法理解器件在光照下的特性。 如何使用新工具搜索太阳能电池和发光二极管(LED)可用的新材料。 欢迎在讲座后的答疑时间提问。 参考 教程:https://docs.quantumwise.com/tutorials/photocurrent/photocurrent.html 论文:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.10.014026 注册链接 点击这里注册。  

QuantumATK亮点文章:研究一种极端的分子电子绝缘体

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最近 Nature[1]上发表了一项研究,提出了一种新型的分子结,这种分子结比同样尺度的真空区域更加“绝缘”。这个效应是通过设计分子实现量子相消干涉实现的,这些分子在某些能量范围里强烈的抑制电子在分子中的透射。 输运性质的计算是由哥本哈根大学的Gemma Solomon组使用QuantumATK完成的。 合成与电导的实验测量是由上海师范大学的肖胜雄、哥伦比亚大学的Colin Nukolls和Latha Venkataraman等研究组合作完成的。这类分子可能用在热电或其他电子器件中作为绝缘体。 图1. 电子透过单分子结隧穿时的波函数衰减示意图。(a)透过低导电性分子(烷链)时;(b)透过空结(即电极间是真空);(c)透过一个分子发生量子相消干涉的情况,隧穿概率非指数衰减。     参考资料 所有文中所涉及的计算方法均在QuantumATK中提供,详见以下教程: 相关的中文教程列表 英文教程 Four tutorials on molecular electronics Tutorial on studying the electron transport properties of a graphene nanoribbon with a distortion 参考文献 [1] M. H. Garner, H. Li, Y. Chen, T. A. Su, Z. Shangguan, D. W. Paley, T. Liu, F. Ng, H. […]

QuantumATK在半导体和微电子工业研究中的应用

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英特尔:铜纳米线的电子输运特性 文章(PHYSICAL REVIEW B 92, 115413 (2015))使用密度泛函理论以及密度泛函紧束缚近似模型,对直径约 1 nm 和 3 nm 的铜纳米线的不同晶向和表面端基原子的电子输运性质进行了研究。发现无论何种直径、晶向、端基原子均不影响其金属性。电子透射强烈的依赖于晶向和端基原子,沿 [110] 方向的铜纳米线透射最强。与无端面的纳米线相比,表面氧化纳米线的电子透射显著降低。 详细介绍:http://www.fermitech.com.cn/vnl-atk/semi_industry_001/ 美光:绝缘体中的金属杂质的影响与阻变存储器 文章(JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 117, 054504 (2015))对铜掺杂SiO2和Al2O3在热力学、动力学和电子性质方面进行了原子尺度的模拟研究,得到不同浓度(9.91×1020 cm-3和3.41×1022 cm-3)的铜掺杂下的定量结果。金属-绝缘体界面导致体系的形成能与块体相比降低大约4eV。另外,本文还介绍了Cu-Cu相互作用对降低化学势的重要性。这些概念的讨论是在关于阻变存储器(RRAM-M)局域传导路径的形成及其稳定性的背景下展开的。电子态密度以及通过这些局域路径的非平衡透射研究确认了透射增大了三个数量级。本文通过原子尺度的漂移-扩散计算,研究了这些传导路径的动力学行为。本文最后对RRAM-M的原胞进行了分子动力学模拟,试图将上述所有现象用统一的自洽的模型结合起来。 详细介绍:http://www.fermitech.com.cn/vnl-atk/semi_industry_002/ 松下:金属-有机体系的载流子注入 文章(Surface Science 600 (2006) 5080–5083)研究了单个π共轭分子吸附或夹在两个电极上的电流特性,尤其是载流子通过有机/金属界面的注入。首次使用第一性原理方法研究了分子的取向和电极材料对电流对影响:过去的电流计算都是假设分子与电极之间通过共价键连接。 详细介绍:http://www.fermitech.com.cn/vnl-atk/semi_industry_003/ 三星:金属-半导体界面接触电阻 文章(APPLIED PHYSICS LETTERS 105, 053511 (2014))使用密度泛函理论和密度泛函紧束缚近似研究了n-Si在[100]方向电阻率下限的理想金属电子结构效应。结果表明,在高掺杂浓度时,“理想金属”假设在某些情况下会失效,因此对n-Si的接触电阻下限至少低估了一个数量级。金属和半导体在横向动量空间的失配,也就是所谓的“谷过滤效应”,对使用的原胞的横向边界情况的细节非常敏感。因此在金属-半导体接触面的电子输运的原子尺度模拟,需要明确所包含的金属原子和电子结构。 详细介绍:http://www.fermitech.com.cn/vnl-atk/semi_industry_004/ 格罗方德:肖特基势垒的调制 文章使用密度泛函理论研究了肖特基势垒高度(Schottky Barrier Height)对界面形态的依赖,以及如何通过在 NiSi2/Si界面替位掺杂进行调制。使用 meta-GGA 交换相关泛函预测出相当精确的Si带隙。本文的研究表明,(n型半导体的)电子肖特基势垒高度在(001)方向显著低于(111)方向。这些结果定性上与界面形态依赖的肖特基势垒高度的实验结果一致。肖特基势垒高度能够通过 NiSi2/Si 界面替代掺杂显著降低,本文讨论了 Si 掺杂位点、杂质类型以及晶向对优化肖特基势垒高度的影响。 详细介绍:http://www.fermitech.com.cn/vnl-atk/semi_industry_005/ IBM:纳米线作为下一代晶体管互连技术的可能性 […]

ATK-DFT-PlaneWave:全功能平面波密度泛函理论计算引擎

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      从 O-2018.06 版开始,QuantumATK 材料与器件模拟平台新增了 DFT-PlaneWave 全功能平面波密度泛函理论计算引擎。代码与平台的图形用户界面 NanoLab 完美集成,可能是目前最灵活和友好的平面波程序。DFT-PlaneWave 实现了赝势和平面波基组相结合的第一性原理密度泛函理论电子结构计算方法。DFT-PlaneWave 使用内置的模守恒赝势,涵盖了元素周期表中绝大部分的元素。ATK-DFT 实现了众多版本的局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)的交换关联函数。meta-GGA、DFT-1/2、HSE06杂化泛函等则可以准确、快速地计算半导体、绝缘体材料的带隙。 现代的平面波 DFT 代码,完全自主开发的程序 基于平面波基组的DFT方法 模守恒赝势( SG15 和 PseudoDojo 势) 超过300种交换关联泛函(完全列表参见这里),包括 LDA:HL,PW,PZ,RPA,WIGNER,XA 等 GGA:BLYP,BP86,BPW91,PBE,PBES,PW91,RPBE,XLYP 等 Meta-GGA(TB09),DFT-1/2,用来计算半导体精确能隙 非共线、限制性和非限制性的自旋极化计算 自旋轨道耦合计算 HSE06 杂化泛函 使用新颖的 Adaptively Compressed Exchange(ACE)算符方法,比传统方计算性能更佳(参考:https://arxiv.org/abs/1601.07159 & https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.6b00092) 本征值求解算法 默认使用 Generalized Davidson method – 稳定强壮的方法 还包含 Projected Preconditioned Conjugated Gradient(PPCG)算法,用于计算厄米矩阵的很多极端的本征对(https://arxiv.org/abs/1407.7506 & https://doi.org/10.1016/j.jcp.2015.02.030),大体系并行时提供更好的效果(多进程处理一个k点) 多级别并行优化 NEB […]

QuantumATK在线教程视频链接

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在线讲座:QuantumATK O-2018.06新版网络发布会(附功能亮点)(2018年6月13-14日) 讲座介绍 正式发布的QuantumATK 材料模拟平台O-2018.06新版功能介绍免费在线会议。QuantumATK O-2018.06即将于六月初发布,这将是自2017年9月加入Synopsys公司后的首次新版发布。本次网络发布将重点介绍QuantumATK O-2018.06的新功能。 视频链接 下载链接   使用原子级别的无参数方法模拟材料中由声子限制的电子迁移率(2018年5月23-24日) 讲座介绍 讲座演示如何使用第一原理方法在原子尺度上模拟声子限制的电子迁移率,考察多种材料的声子限制的电子迁移率以进一步提高器件的电子性能。例如,将具体材料的计算结果与实验数据比较来确定是否需要进一步优化加工技术和器件设计才能增强器件性能。 视频链接 下载链接 使用QuantumATK在原子尺度上模拟电子器件中的界面(2018年2月27-28日) 讲座介绍 界面(比如金属-半导体界面),在尺寸越来越小的电子器件体系里起着越来越重要的作用。例如,在原子水平上理解金属-半导体界面接触电阻对调控器件接触电阻很有必要。关于使用QuantumATK模拟界面的更多介绍参见TCAD News, December 2017。 视频链接 下载链接   特殊热位移(STD)-Landauer方法模拟大尺度原子器件电-声散射效应(2017年12月14-15日) 讲座介绍 “特殊热位移(STD)-Landauer方法模拟大尺度原子器件电-声散射效应”免费在线研讨会。电-声散射效应在纳米尺度电子器件,例如整流器、晶体管中,具有重要影响。 视频链接 下载链接      

QuantumATK O-2018.06 新版发布

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这是自 2017 年 9 月加入 Synopsys 以来的第一次发布,从这一版本开始,ATK 更名为 QuantumATK。 QuantumATK 材料与器件模拟平台包含量子力学方法(DFT 和半经验模型)和以下几个模块:非平衡态格林函数(NEGF),经验力场(ForceField) 和图形用户界面(NanoLab,即过去的 VNL)。 此版本包含了大量的 NanoLab 功能更新,进一步提升了周期体系的 DFT 和 DFT-NEGF 的计算性能,正式发布了 PlaneWave 计算引擎(含 HSE06)。全新的 Study Object 框架可以用于进行非常复杂的计算自动化,比如器件体系的结构优化,获取伏安特性,模拟电中性或带电的点缺陷,等等。此外,QuantumATK 还优化了默认参数取值,提高了计算精度。 License 和下载方法 如果您是用户,您可以从 SolvNet网站 直接下载最新版本。 (如果您还没有注册 SolvNet,请尽快注册。注册时需要提供用于识别用户的 Synopsys Site ID,如果您不知道Site ID,可以与我们联系。) 如果您还不是用户,但是想尝试一下 QuantumATK,您可以通过 Synopsys EVAL 网站申请30天的试用 license。 更新概要 平面波PlaneWave DFT 代码 全新赝势 全新的半经验模型 全新的力场模型 大量的计算性能提升 全新的 Study Object […]

在线讲座:QuantumATK O-2018.06新版网络发布会(附功能亮点)

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  欢迎参加即将正式发布的QuantumATK 材料模拟平台O-2018.06新版功能介绍免费在线会议。QuantumATK O-2018.06即将于六月初发布,这将是自2017年9月加入Synopsys公司后的首次新版发布。   演讲人:Synopsys模拟专家Anders Blom, PhD和Umberto Martinez Pozzoni, PhD   本次在线会议共有两场,内容相同,请任选一场注册。本次大会包括40分钟现场展示和20分钟的提问时间 时间1:2018年6月13日(星期三)下午15:00-16:00 时间2:2018年6月14日(星期四)凌晨1:00-2:00   本次网络发布将重点介绍QuantumATK O-2018.06的以下新功能: 全新的平面波计算引擎(含HSE06杂化泛函) 全新的赝势 DFT计算性能的提升:块体材料和器件体系(NEGF方法) 高级的StudyObject框架,可以用于设计各种复杂的计算过程,例如: 全面的器件体系结构优化 计算IV曲线特性时同时扫描栅-源电压和源-漏偏压 模拟块体材料和界面中的电中性和带电的点缺陷 生成Special Quasi-random Structure (SQS),模拟合金 其他新的建模功能 还有更多新功能等待你来发现!   报名链接:报名请点击   成功注册后,你会收到一封确认信,其中含有如何参与的信息。有疑问请与quantumatk@sysnopsys.com联系。 访问www.quantumwise.com 网站获取更多QuantumATK材料模拟软件相关信息。 参加本次网络发布会的系统要求:View System Requirements。

在线讲座:使用原子级别的无参数方法模拟材料中由声子限制的电子迁移率

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  时间: 2018年5月23日15时-15时30分(北京时间) 2018年5月24日1时-1时30分(北京时间) 两场内容相同,请任选一个时间参加。 报名链接:报名请点击   欢迎参加本次免费在线讲座,讲座将演示如何使用第一原理方法在原子尺度上模拟声子限制的电子迁移率,考察多种材料的声子限制的电子迁移率以进一步提高器件的电子性能。例如,将具体材料的计算结果与实验数据比较来确定是否需要进一步优化加工技术和器件设计才能增强器件性能。   听众在本次在线讲座中可以了解如何使用QuantumATK(VNL-ATK)软件快速、可靠的模拟声子限制的电子迁移率。 了解Boltzmann输运方程(BTE)求解方法的基本概念,如何包含电子-声子散射效应。 学习如何使用高级图形界面NanoLab和Python脚本完成迁移率的BTE模拟,得到迁移率与载流子浓度和温度的的关系。 了解如何更好的理解材料中的电子输运。 学习石墨烯和其他二维材料和金属中的声子限制的电子迁移率计算实例。 在线讲座包含答疑时间。   QuantumATK中提供了三种计算电子弛豫时间和迁移率的方法: (k,q)-dependent全角度方法; E-dependent各向同性方法; 手动设置常数电子弛豫时间方法。   下面实例中了解介绍了BTE方法。 https://docs.quantumwise.com/tutorials/mobility/mobility.html

在线培训:使用QuantumATK在原子尺度上模拟电子器件中的界面

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  界面(比如金属-半导体界面),在尺寸越来越小的电子器件体系里起着越来越重要的作用。例如,在原子水平上理解金属-半导体界面接触电阻对调控器件接触电阻很有必要。关于使用QuantumATK模拟界面的更多介绍参见TCAD News, December 2017。   课程内容 了解最先进的材料界面模拟方法(密度泛函理论+非平衡态格林函数) 创建、弛豫界面结构,对半导体进行掺杂 计算界面的电子态(能带图)以及表征界面的最重要参数:肖特基势垒和接触电阻 进行有物理意义的分析,与实验结果进行比较 了解Global Foundries和IBM Research如何使用QuantumATK研究TiGe/Ge界面;以及Imec如何使用QuantumATK研究TiSi/Si界面 最后是答疑时间。   时间:2018年2月27日16时-17时(北京时间)             2018年2月28日1时-2时(北京时间) 两场内容相同,请任选一个时间参加。 时长:1小时(含15分钟答疑) 主讲人: Daniele Stradi, PhD (Synopsys QuantumWise公司高级应用工程师) Petr Khomyakov, PhD(Synopsys QuantumWise公司高级应用工程师)   报名链接:报名请点击   费用:本次课程免费。 面向听众:本次课程主要面向电子领域的研究者和工程师,也欢迎电池、太阳能电池和其他材料学领域的研究人员参加,因为在这些领域里材料界面的模拟也是非常重要的课题。