QuantumATK：磁性与自旋性质模拟工具

概述

• 磁各向异性能量（MAE）
  • 使用功能强大的study object进行磁各向异性能量（magnetic anisotropy energy，MAE）的计算，支持中断时自动续算
  • 图形界面支持计算设置和分析，给定theta和phi角，投影（原子位、原子位和壳层、原子位和轨道）、能量窗口、每电子能带数、k点采样
  • MAE对坐标（x/y/z）作图，对给定的角度和投影
• 海森堡交换分析（Heisenberg exchange analysis）
  • 使用格林函数方法计算Heisenberg 模型的交换耦合常数的新方法，在一个磁性结构计算中获得所有交换耦合参数；
  • 使用Heisenberg 自旋-晶格模型经验方法研究有限温度下的磁性，例如：磁性体系的相图，相变和磁化动力学；
  • 可以使用密度泛函理论（DFT+U）与 LCAO 基组计算
  • 与基于多个磁性结构的总能计算的传统方法相比，这种方法可以在一个磁性结构计算中获得所有交换耦合参数
  • 设置需要分析耦合的原子非常方便
• 自旋寿命
  • 计算在实际温度时，由电子-声子相互作用决定的自旋寿命（还与自旋-轨道耦合有关，Elliot-Yafet机理）；
• 轨道磁矩
  • 分析原子轨道磁矩；
• 自旋动力学
  • 计算 Gilbert damping 张量（即可以考虑各向异性），得到的 Gilbert damping 常数可以用于 TCAD S-device 和其他工具，模拟微磁体系；
  • 可以模拟晶体、合金、表面、界面的 Gilbert damping；
  • 使用 Kambersky torque-torque correlation 模型。
• 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