QuantumATK-V-2023.09新版发布

QuantumATK新版（V-2023.09）已于近日发布。计算方法方面，进一步增加了机器学习力场的易用性和适用性；升级了LCAO-PAW方法，增加了可以应用的范围；新的对角化方法可以将半经验模型应用于百万原子结构；新增加速的分子动力学方法用于模拟结晶过程。在材料性质模拟方面，增强了半导体点缺陷的模拟工具，新增了完整的缺陷扩散模拟工具；新增了研究热化学热解过程的模拟工具。器件模拟方面，SCAN泛函现在可以用于NEGF器件体系模拟，透射分析与伏安特性分析等工具都有重要改进。磁性模拟方面，改进的STT-MRAM的模拟工具套件可以更方便的得到体系的STT和磁性特性。全新的界面建模工具可以直接构建多层结构，并选择不同的表面取向。

还在维护期的用户，请尽快下载并择机更新。欢迎试用、购买新版本。

更多功能介绍和以往版本更新内容请参见：

• QuantumATK功能列表

机器学习力场更新改进

• 使用MTP力场进行MD、NEB和结构优化时，速度提升一倍
• 预设了用于MTP力场训练的工作流模块（合金和分子结构训练参数、主动学习和MD模拟），用户使用更加友好
• 主动学习功能现在可以用于NEB模拟，例如使用MTP研究缺陷扩散
• 新增训练好的力场（SiC缺陷体系、In-Ga-Zn-O-H无定型和结晶体系、Hf-Ti-N-Al-O多层结构以及互扩散体系）
• 使用MTP力场进行多层堆叠结构建模的工具现在可以在workflow builder中调用，用于计算流程

全集成的带电点缺陷和缺陷扩散模拟框架

新版本增加了新的集成工作流程，可以自动模拟晶体和非晶材料中的带电点缺陷（形成能、陷阱能级）和缺陷扩散。下面描述的所有功能都可以在GUI中使用（缺陷对除外），并且对于不是DFT模拟专家的用户来说，可以通过Workflow Builder中新的预定义块和模板轻松使用。这简化了模拟缺陷形成能、缺陷扩散和训练缺陷结构的MTP的繁琐手续。

使用LCAO基组与杂化泛函HSE06的组合可用于计算准确的带隙、形成能和陷阱能级，并以与平面波相比，LCAO/HSE06大大降低的计算成本。当模拟大型结构以避免缺陷自相互作用时，这一点尤为重要。

• 创建缺陷
  • 自动找到对称性独特的空位、替位、间隙和分裂间隙缺陷
  • 自动搜索对称性独特的缺陷对（使用脚本）
  • 计算前在图形界面上查看缺陷结构
• 计算带电点缺陷
  • 自动优化并计算不同带电状态的缺陷态
  • 添加各向同性的有限尺寸修正
  • 在缺陷计算中增加声子，计算形成自由能
  • 带隙、形成能、陷阱能级和结构优化可以使用不同的DFT方法
  • 图形化分析各种缺陷性质的计算结果
• 缺陷扩散
  • 在可能的缺陷之间自动寻找对称性独特的扩散路径，创建NEB系列结构
  • 自动优化扩散路径并选择最低能垒的扩散路径
  • 计算不同带电状态的缺陷过渡态
  • 使用图形化的缺陷扩散分析工具分析计算结果

加速分子动力学模拟结晶过程

结晶在原子时间尺度上通常是一个缓慢的过程，因此使用普通的MD模拟结晶过程非常困难。在本版本中，用户可以用新实现的加速MD方法模拟块体和界面材料中的结晶。

热解的热化学模拟

新版本扩展了如下所示的表面处理模拟流程，新增在给定温度和压力下进行热化学热解模拟步骤，以预测气相组成（平衡浓度）。

DFT改进

• PAW-LCAO方法可以用于更多性质计算
  • MullikenPopulation
  • PartialElectronDensity
  • LocalDensityOfStates
  • BaderCharges
  • HamiltonianDerivatives
  • Magnetic Anisotropy Energy
• PAW-LCAO与HSE06泛函同时使用
  • 计算能带、总能、力、张力、结构优化等
  • 支持自旋非极化、极化、非共线自旋、自旋轨道耦合等
• MetaGGA SCAN和R2SCAN（也包括Hubbard U校正）现在可以用于NEGF器件模拟

紧束缚模型改进

• 新增的对角化方法可以直接计算费米能级附近的若干能带，大大加速能带等电子态的计算。这个方法也可以用于DFT计算

电子-声子耦合改进

• 形变势分析工具的重大改进，可以直接从大体系（纳米结构、界面等）的电声耦合计算中提取有效的形变势
• Special Thermal Displacement方法现在可以直接在GUI Workflow Builder中设置
• 新增的声子态密度投影分析工具

电子器件模拟更新

• 透射分析工具改进
  • 单个能量点处的k分辨透射现在可以以Wigner-Seitz晶胞展示
  • 新增谱电流电导、热电流电导分析工具
  • IVCharacteristics分析工具改进

STT-MRAM模拟更新

• 新增非零偏压下STT计算分析对象和分析工具
  • 非自洽近似下得到原子分辨的贡献
  • 在GUI workflow builder中设置MTJ计算
  • 分析工具用于分析STT
• 新的Heisneberg分析工具
  • 分析材料和MTJ的多种性质
    • 交换耦合与距离的相关函数
    • 居里温度
    • 交换刚度
    • 磁子能带结构
    • Dzyaloshinshii-Moria Interactions
  • 可以直接在Workflow Builder中建立MTJ模型
  • 使用Vampire模拟原子级的自旋动力学

NanoLab图形用户界面更新

• 新界面建模工具
  • 构建多种任意材料的多层界面
  • 选择不同的Miller指数，建立更好的界面结构
  • 设置不同层的厚度、切面、移动等

新安装框架

Linux安装文件打包为spf格式，使用Synopsys Installer安装。

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