概述
HSE 06 杂化泛函是计算半导体带隙的常见方法，但该方法过去一直受限于计算速度非常慢的因素，只能用于很小的体系计算，无法用于快速的材料筛选。QuantumATK 的最新版本 （R-2020.09）将 HSE 与 LCAO 基组结合实现超快的杂化泛函计算，同时又保持了HSE对半导体带隙的计算精度。HSE-LCAO 方法目前应用于块体体系主要用于块体体系的电子态和光学性质的计算。
半导体带隙。对半导体材料的单胞带隙验证计算结果如下。
计算速度。53 硅原子（B 掺杂）体系的态密度计算 4 核并行计算时间仅须 22 分钟，而使用平面波方法可能需要 2 天。
应用
半导体缺陷。结合 QuantumATK 中提供的 Sentaurus Materials Work Bench 工具，可以直接研究半导体带电点缺陷形成能等重要性质。
能带排列。结合 QuantumATK 提供直接计算 LDOS 能带排列的计算和作图工具，可以将将此方法用于界面体系可以很方便的研究不同材料间的能带排列，下图是使用 HSE 和 PBE 计算结果的对比。
超大多层堆叠。HSE-LCAO应用于 1969 个原子的的半导体中典型的堆叠体系（Si|SiO2|HfO2|TiN），仍然可以使用较少的计算资源（48 核心）在短时间（16小时）内完成计算，得到直观的能带排列图。
参考
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