atk:使用atk研究电子输运
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| - | ====== 使用ATK研究电子输运 ====== | + | ====== 使用QuantumATK研究电子输运 ====== |
| - | 本文用简单的实例介绍使用ATK研究电子输运的基本概念，计算设置应该注意的事项和对体系输运性质进行分析的常用方法。 | + | 本文用简单的实例介绍使用QuantumATK研究电子输运的基本概念，计算设置应该注意的事项和对体系输运性质进行分析的常用方法。 |
| 为了快速完成计算，这里用到的体系是Zn-ZnO-Zn，使用ATK-SE半经验方法进行计算。体系的结构见下图： | 为了快速完成计算，这里用到的体系是Zn-ZnO-Zn，使用ATK-SE半经验方法进行计算。体系的结构见下图： | ||
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| <WRAP center tip 100%> | <WRAP center tip 100%> | ||
| 要了解如何构建可靠的器件模型，请参考：[[atk: | 要了解如何构建可靠的器件模型，请参考：[[atk: | ||
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| + | === 提示 === | ||
| + | **本教程使用特定版本的QuantumATK创建，因此涉及的截图和脚本参数可能与您实际使用的版本略有区别，请在学习时务必注意。** | ||
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| ===== 实例简述 ===== | ===== 实例简述 ===== | ||
| 实例计算中使用紧束缚近似（TB）的半经验方法，结合非平衡态格林函数方法（NEGF）研究上述器件结构的电子输运特性。理论方法的详细描述见：[[http:// | 实例计算中使用紧束缚近似（TB）的半经验方法，结合非平衡态格林函数方法（NEGF）研究上述器件结构的电子输运特性。理论方法的详细描述见：[[http:// | ||
| - | 这里主要介绍器件电子输运计算的核心概念与在VNL-ATK中可以进行的常用计算： | + | 这里主要介绍器件电子输运计算的核心概念与在QuantumATK中可以进行的常用计算： |
| * 器件的基本结构 | * 器件的基本结构 | ||
| * 选择合适的计算精度 | * 选择合适的计算精度 | ||
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| 与通常的计算模拟中常见的块体材料的周期性体系（bulk）和分子体系的孤立结构（molecule）不同，用于电子输运计算的器件体系（device）比较特殊。器件结构由左、右两个电极（electrode，分别是周期性体系）和中间区域（central region，分子体系）构成。在晶体管器件中，左、右电极也称为源、漏电极。中间区域则是一个有限的区域，也称为散射区（scattering region），由于载流子从一个电极到另一个电极传输时会受到中间区域的散射，因此，中间区域是决定器件特性的关键区域。 | 与通常的计算模拟中常见的块体材料的周期性体系（bulk）和分子体系的孤立结构（molecule）不同，用于电子输运计算的器件体系（device）比较特殊。器件结构由左、右两个电极（electrode，分别是周期性体系）和中间区域（central region，分子体系）构成。在晶体管器件中，左、右电极也称为源、漏电极。中间区域则是一个有限的区域，也称为散射区（scattering region），由于载流子从一个电极到另一个电极传输时会受到中间区域的散射，因此，中间区域是决定器件特性的关键区域。 | ||
| - | 中间区域除了可能存在的不同于电极部分的材料之外，还包括左、右电极部分的一个完整的、严格的重复（electrode extension），这在使用VNL构建器件结构和ATK的整个计算过程中是必须满足也是默认满足的条件。 | + | 中间区域除了可能存在的不同于电极部分的材料之外，还包括左、右电极部分的一个完整的、严格的重复（electrode extension），这在使用VNL构建器件结构和QuantumATK的整个计算过程中是必须满足也是默认满足的条件。 |
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| * 中间区域可以是各种形式的材料，如金属-半导体-金属的夹层结构、分子、纳米管、纳米带等； | * 中间区域可以是各种形式的材料，如金属-半导体-金属的夹层结构、分子、纳米管、纳米带等； | ||
| * 左右电极可以是不同种材料，VNL提供功能强大的异质界面建模工具，方便构建此类模型； | * 左右电极可以是不同种材料，VNL提供功能强大的异质界面建模工具，方便构建此类模型； | ||
| - | * 除了源漏电极之外，ATK计算中还可以增加静电门电极，用来模拟晶体管。 | + | * 除了源漏电极之外，QuantumATK计算中还可以增加静电门电极，用来模拟晶体管。 |
| ==== 屏蔽区域 ==== | ==== 屏蔽区域 ==== | ||
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| ===== 设置电极参数的精度 ===== | ===== 设置电极参数的精度 ===== | ||
| - | ATK的器件计算通常分为多个步骤。 | + | QuantumATK的器件计算通常分为多个步骤。 |
| 首先是将电极和中间区域作为周期性的块体材料体系进行自洽电子密度计算。 | 首先是将电极和中间区域作为周期性的块体材料体系进行自洽电子密度计算。 | ||
| 随后开始的器件计算首先将中间区域的电子密度作为初始猜测，使两个电极和中间区域在接触的边界匹配。 | 随后开始的器件计算首先将中间区域的电子密度作为初始猜测，使两个电极和中间区域在接触的边界匹配。 | ||
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| * ElectrostaticDifferencePotential。 | * ElectrostaticDifferencePotential。 | ||
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| - | * 打开“Analysis from File”。这个功能决定ATK脚本从何处读取已经自洽的零偏压计算得到的态。你需要指定保存了DeviceConfiguration的文件名，以在此基础上继续计算。 | + | * 打开“Analysis from File”。这个功能决定QuantumATK脚本从何处读取已经自洽的零偏压计算得到的态。你需要指定保存了DeviceConfiguration的文件名，以在此基础上继续计算。 |
| * 选择'' | * 选择'' | ||
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| - | 接下来，打开“Initial State”告诉ATK使用零偏压的计算得到的态作为有限偏压的初始猜测： | + | 接下来，打开“Initial State”告诉QuantumATK使用零偏压的计算得到的态作为有限偏压的初始猜测： |
| * 选中 **Use old calculation**，选择'' | * 选中 **Use old calculation**，选择'' | ||
| 行 1079: | 行 1084: | ||
| ===== 总结 ===== | ===== 总结 ===== | ||
| - | 上面介绍了如何用ATK进行电子输运的计算。这篇教程要达到的主要目的有： | + | 上面介绍了如何用QuantumATK进行电子输运的计算。这篇教程要达到的主要目的有： |
| - | * 了解了器件基本的几何结构，可以继续学习如何构建其他的器件结构：[[atk: | + | * 了解了器件基本的几何结构，可以继续学习如何构建其他的器件结构：[[atk: |
| * 了解最重要的收敛性参数，例如横向k点，密度网格截断，NEGF环路积分参数设置等； | * 了解最重要的收敛性参数，例如横向k点，密度网格截断，NEGF环路积分参数设置等； | ||
| * 学会进行零偏压和非零偏压的透射谱计算，并使用Transmission Analyzer分析计算结果； | * 学会进行零偏压和非零偏压的透射谱计算，并使用Transmission Analyzer分析计算结果； | ||
atk/使用atk研究电子输运.1465221591.txt.gz · 最后更改: 2016/06/06 21:59 由 dong.dong