新一代材料与器件模拟平台QuantumATK的“终极”参考文献“QuantumATK: an integrated platform of electronic and atomic-scale modelling tools”已在线发布！[1] 除了提供总体概述和一些以前未发布的方法实现细节外，文章还提供了四个重要的应用示例：
- Cu、Ag和Au的声子限制迁移率
- 门控二维器件中的电子输运
- 锂离子在外电场中通过电池正极漂移的多模型模拟
- SiGe合金成分相关带隙的电子结构计算
要了解更多新一代材料与器件模拟平台的概况和使用方法，敬请关注《材料学计算模拟系列课程：QuantumATK材料与器件模拟平台使用入门（11月23-24日，西安）》。
如何正确引用QuantumATK
从现在起，请 QuantumATK 的用户在任何发表使用软件得到的结果刊物中引用本文。我们建议您以以下格式提供所用软件的版本：
- “QuantumATK: An integrated platform of electronic and atomic-scale modelling tools”, S. Smidstrup et al., J. Phys.: Condens. Matter 32, 015901 (2020).
- QuantumATK, version P-2019.03, https://www.synopsys.com/silicon/quantumatk.html
QuantumATK材料模拟平台概述
模拟引擎
- QuantumATK模拟引擎可以使用密度泛函理论（DFT）或紧束缚模型哈密顿量进行电子结构计算，还可以在许多不同参数下提供键合或反应型经验力场。DFT可以在平面波基组或原子轨道线性组合（LCAO）基组展开电子态来实现计算。
图形用户界面
- NanoLab：基于插件的图形用户界面（GUI），所有QuantumATK模拟引擎都集成于统一的GUI
- NanoLab links：使NanoLab能够连接其他代码的功能模块
- 插件服务器：为NanoLab下载数百个不同的专业功能模块
原子结构
- 分子（非周期体系）
- 块体（完整周期晶体，二维纳米片层，一维纳米线）
- 双电极器件（通过非平衡格林函数（NEGF）方法模拟电子-声子输运）
- 单电极表面（超越传统的Slab模型，用表面NEGF方法真实地描述半无限晶体的电子结构）
高级模块
- 描述电场中非零偏压、I-V曲线和曲面的格林函数法
- 静电栅极、连续介质和隐式溶剂的模拟
- 第一原理电子-声子和电子-光子耦合
- 原子尺度热输运的模拟
- 离子动力学
- 自旋电子学
- 材料的光学性质
- 静态电极化
- 还有更多！
无缝集成
- 不同的模拟引擎无缝集成在一个通用平台，可以方便地将不同的模拟方法组合到复杂的计算模拟流程中。用GUI生成并读取Python运行流程，这使得用户能够自动化完成和自定义任务。
QuantumATK并行化
- 分布式处理：所有QuantumATK计算引擎的通用模块，支持MPI并行化和分布式内存，以便在多个计算节点（CPU）上分配计算工作负载，以减少周转时间（TAT）。
- 线程处理：所有QuantumATK计算引擎都允许在共享内存系统上使用线程进行并行计算。线程可以与MPI结合，在多核计算节点上执行线程，并使用MPI连接多个节点。
参考文献
- [1] S. Smidstrup, T. Markussen, P. Vancraeyveld, J. Wellendorf, J. Schneider, T. Gunst, B. Vershichel, D. Stradi, P. A. Khomyakov, U. G. Vej-Hansen, M.-E. Lee, S. T. Chill, F. Rasmussen, G. Penazzi, F. Corsetti, A. Ojanpera, K. Jensen, M. L. N. Palsgaard, U. Martinez, A. Blom, M. Brandbyge, and K. Stokbro, “QuantumATK: An integrated platform of electronic and atomic-scale modelling tools”, J. Phys.: Condens. Matter 32, 015901 (2020). arXiv: 1905.02794v2.
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