QuantumATK平台的“终极”参考文献正式发表

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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的声子有限迁移率
  • 门控二维器件中的电子输运
  • 锂离子在外电场中通过电池阴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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