概述
QuantumATK包含了最新的模拟方法，即用密度泛函理论（DFT）来模拟自旋电子器件。在模拟中可以考虑含旋轨耦合的非共线自旋计算，MetaGGA泛函，非平衡态格林函数（NEGF）器件模拟，等等。QuantumATK在进行非共线自旋、自旋轨道耦合自洽计算方面在不断进步，越来越快速可靠。
磁性材料
- 磁各向异性能量（MAE）
- 自旋寿命
- 考虑自旋轨道耦合、非共线磁性
自旋输运
- 计算有偏压存在时的自旋极化电流-电压特性
- 计算如Fe/MgO/Fe类似结构的磁性隧道结（magnetic tunnel junctions，MTJ) 的隧穿磁阻
- 计算 spin-transfer torque (STT) 与层内的交换耦合作用
- 研究自旋输运（透射）的机理，可以对透射系数在k空间中进行分解并分析透射的本征通道
- 考虑自旋轨道耦合、非共线自旋输运
NanoLab让研究者专注于研究，更快获得结果
NanoLab图形界面丰富易用的功能可以让用户专注于研究项目的科学问题，专心思考体系的电子和自旋输运特性，更快的发现新材料、创建新结构，避免在数据的导入、导出、处理、作图等琐碎的问题上浪费时间。NanoLab可以：
- 快速构建各种结构模型
- 按原子类别、标签设置初始原子磁矩
- 直接显示不同自旋的电流、输运系数谱
- 对输运系数进行k空间、透射通道分析
- 直接显示原子上自旋的分布
- 直接显示Spin-Transfer Torque分布
相关实例教程
自旋输运与自旋电子学系列
自旋输运谱
- 通过自旋极化计算可以得到不同自旋的电子在器件内的透射谱
- NanoLab提供的工具可以直接分析自旋输运谱
- 教程链接：Transmission spectrum of a spin-polarized atomic chain
磁性隧道结
- 研究磁性隧道结（MTJ）的隧穿磁阻
- 分析不同自旋的透射系数、透射通道和透射本征态
- 教程链接：Spin transport in Magnetic Tunnel Junctions
非共线自旋
- 设置非共线自旋初始态
- 计算非共线自旋电子输运
- 计算Spin Transfer Torque
- 教程链接：Introduction to noncollinear spin
- 教程链接：Spin Transfer Torque
自旋分辨的Bloch态
- 计算自旋极化电子的Bloch态
- NanoLab提供的工具可以对Bloch态进行分析和可视化
- 教程链接：Spin-dependent Bloch states in graphene nanoribbons
自旋轨道耦合
- QuantumATK支持含自旋轨道耦合（SOC）的自旋极化计算
- SOC可以给出准确的半导体材料的Gamma点的SOC能级劈裂
- SOC计算可以与密度泛函理论（DFT）或半经验量子力学方法（SemiEmpirical）一起使用
拓扑绝缘体
- 使用SOC等高级方法计算体系的电子（自旋）态
- 使用Slab模型计算并分析体系的表面态与自旋分布状况
- 研究Dirac锥附近的费米面和自旋方向（右图）
- 计算TI的拓扑不变量
- 教程链接：Bi2Se3 topological insulator
相对论效应
- 通过含有SOC的DFT计算研究重元素的相对论效应
- 教程链接：Relativistic effects in bulk gold
