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--- atk:磁性隧道结中的自旋输运 [2016/12/15 12:12] – [几何优化] nie.han
+++ atk:磁性隧道结中的自旋输运 [2018/03/20 22:12] (当前版本) – liu.jun
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 本实例将为您展示如何对磁性隧道结（MTJs）的电子输运性质进行模拟和分析（通常用于自旋电子学应用的研究）。你将考虑一个Fe|MgO|Fe磁性隧道结，它是一个比较复杂的自旋极化体系，MacLaren和他的合作者们首次研究了这个体系[BZSM01]。
-您将使用ATK来学习共线/非共线自旋相关输运性质，包括电子传输，隧穿磁阻和自旋转移矩。你也将变得熟悉AdaptiveGrid方法，它是对于k点取样的传统Monkhorst-Pack型格点的一种自适应选择。
+您将使用QuantumATK来学习共线/非共线自旋相关输运性质，包括电子传输，隧穿磁阻和自旋转移矩。你也将变得熟悉AdaptiveGrid方法，它是对于k点取样的传统Monkhorst-Pack型格点的一种自适应选择。
-{{ :atk:introbar.png?800 |}}
+{{ :atk:introbar.png?500 |}}
 ===== 入门指南 =====
-使用在Builder插件中的Magnetic Tunnel Junction来创建一个Fe|MgO|Fe隧道结很容易。然而，器件构型需要进行结构优化，而这不是本实例的主要目的。我们为此提供了优化好的器件中心区的ATK Python脚本，[[http://docs.quantumwise.com/_downloads/central_region.py|central_region.py]]，您可以使用它来构建MTJ器件。如果您想学习如何进行几何弛豫，您也可以跳到 Relaxing the device central region部分。
+使用在Builder插件中的Magnetic Tunnel Junction来创建一个Fe|MgO|Fe隧道结很容易。然而，器件构型需要进行结构优化，而这不是本实例的主要目的。我们为此提供了优化好的器件中心区的QuantumATK Python脚本，[[http://docs.quantumwise.com/_downloads/central_region.py|central_region.py]]，您可以使用它来构建MTJ器件。如果您想学习如何进行几何弛豫，您也可以跳到 Relaxing the device central region部分。
 现在，打开VNL，创建一个新项目并命名，选中它然后点击Open。下载[[http://docs.quantumwise.com/_downloads/central_region.py|central_region.py]] 并将其保存在Project Folder中。然后将脚本拖入VNL {{:atk:builder.png?20|}} Builder中，然后使用Device from Bulk工具栏为中心区域添加电极，从而创建Fe|MgO|Fe器件。
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 **注意！**
-Device from Bulk工具栏将会建议几个不同的电极长度。这是通过搜索中心区域的周期性来检测到的。应检查和仔细选择这些重要参数。更多信息详见实例[[atk:使用atk研究电子输运|Transport calculations with ATK]]。
+Device from Bulk工具栏将会建议几个不同的电极长度。这是通过搜索中心区域的周期性来检测到的。应检查和仔细选择这些重要参数。更多信息详见实例[[atk:使用atk研究电子输运|使用QuantumATK研究电子输运]]。
 </WRAP>
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 ===== 自适应k点网格 =====
-AdaptiveGrid类为对于k点取样的传统的Monkhorst-Pack（MP）网格实现了可供替代的选择。正如ATK参考手册条目AdaptiveGrid中所详述，自适应k点网格可被用于自动放大电子透射谱的重要特征。当k依赖透射以局部峰值为主导时（比如在Fe|MgO|Fe MTJ中），总的计算的透射会严重依赖这些峰值的解析，对此使用自适应k点网格是尤为有用的。
+AdaptiveGrid类为对于k点取样的传统的Monkhorst-Pack（MP）网格实现了可供替代的选择。正如QuantumATK参考手册条目AdaptiveGrid中所详述，自适应k点网格可被用于自动放大电子透射谱的重要特征。当k依赖透射以局部峰值为主导时（比如在Fe|MgO|Fe MTJ中），总的计算的透射会严重依赖这些峰值的解析，对此使用自适应k点网格是尤为有用的。
 自适应算法本质上将布里渊区（BZ）按三角形划分并对所有三角形求积分。每个三角形以迭代的方式显著变小直到达到收敛，但当细化级别数达到 ''maximum_number_of_levels''（默认值为20）时停止。有两种误差测定可供使用：
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 **提示！**
-自适应网格功能从ATK2016开始可供使用。
+自适应网格功能从2016版开始可供使用。
 </WRAP>
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 {{ :atk:mtj_5.png?300 |}}
-{{ :atk:mtj_6.png?500 |}}
+{{ :atk:mtj_6.png?300 |}}
 将脚本保存为 ''mgo_relax.py'' 并使用{{:atk:job_manager.png?20|}}Job Manager或者如下命令语句来运行：
+<code python>
+atkpython mgo_relax.py > mgo_relax.log
+</code>
+如果需要，您也可以在此下载脚本：[[http://docs.quantumwise.com/_downloads/mgo_relax.py|mgo_relax.py]]。这个计算在标准个人电脑上会耗时1-2个小时，但如果分布于4个并行MPI进程下会在20分钟内完成。
+=== 检查结果 ===
+在**LabFloor**上找到计算数据项。选择**Forces**项（//gID002//），点击**Text Representation**插件。您将看到所有原子最终受力的报告。
+{{ :atk:forces_relax.png?500 |}}
+注意所有x-y方向的力为了实用目的都为零。对于已经被优化的原子，它们的受力小于优化标准0.05 eV/Ang。对于电极延伸原子，受力略微大一些。而且，力矢量指向晶胞外，表明晶胞受压应力。增加更多表面层来增加晶胞z方向长度会降低应力，但在本例中对结果影响不大。
+您现在可以使用优化好的器件中心区域来进行器件输运性质的计算，参考Getting started部分。
 ===== 参考文献 =====
+[BZSM01] (1, 2) W. H. Butler, X.-G. Zhang, T. C. Schulthess, and J. M. MacLaren. Spin-dependent tunneling conductance of Fe|MgO|Fe sandwiches. Physical Review B, 63(5):054416, 2001.[[http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.63.054416|doi:10.1103/PhysRevB.63.054416]].
+本文翻译：王吉章

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