QuantumATK:磁性与自旋性质模拟工具

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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

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  • 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
磁性隧道结
非共线自旋
自旋分辨的Bloch态
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

 

soc-gga-band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
fermi_surface_topological
相对论效应

gold_soc_gga_band


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