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| atk:器件体系自旋极化的negf计算收敛指南 [2020/04/30 00:17] – [取自参考 Fe(001)|MgO 结构的结构参数] xie.congwei | atk:器件体系自旋极化的negf计算收敛指南 [2020/04/30 00:45] (当前版本) – [参考] xie.congwei |
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| ==== 已更改的参数 ==== | ==== 已更改的参数 ==== |
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| | * 电极 |
| | * 长度：4 或 6 个单层 |
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| | * 普通列表项目偏压 |
| | * 压力范围：0.0，0.05 和 0.1 V，正如 [[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/IVCharacteristics/IVCharacteristics.html#NL.Study.IVCharacteristics.IVCharacteristics|IVCharacteristics]] 研究模块中的设置。 |
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| | * K 点取样 |
| | * 器件计算：$11\times 11$ 和 $15\times 15$ |
| | * 电极计算：$11\times 11\times 151$ 和 $15\times 15\times 151$ |
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| | * 混合参数 |
| | * 阻尼因子：0.1 和 0.05。 |
| | * 历史步数：20 和 12。 |
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| | {{ :atk:introbar-20190630.png |}} |
| ===== 自能矩阵的计算 ===== | ===== 自能矩阵的计算 ===== |
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| | * 格林函数矩阵 |
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| | {{ :atk:self-energy-20200429.png?400 |}} |
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| | $\Sigma^{\rm L}$(\Sigma^{\rm R}) 是左（右）电极的自能矩阵。 |
| ==== 1.方法简介 ==== | ==== 1.方法简介 ==== |
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| | * 平衡部分 |
| | * ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/RecursionSelfEnergy/RecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.RecursionSelfEnergy|RecursionSelfEnergy]]''：迭代格式 |
| | * ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/SparseRecursionSelfEnergy/SparseRecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.SparseRecursionSelfEnergy|SparseRecursionSelfEnergy]]''：''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/RecursionSelfEnergy/RecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.RecursionSelfEnergy|RecursionSelfEnergy]]'' 的稀疏矩阵版本。 |
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| | * 非平衡部分 |
| | * ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/RecursionSelfEnergy/RecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.RecursionSelfEnergy|RecursionSelfEnergy]]'' |
| | * ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/SparseRecursionSelfEnergy/SparseRecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.SparseRecursionSelfEnergy|SparseRecursionSelfEnergy]]'' |
| | * ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/KrylovSelfEnergy/KrylovSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.KrylovSelfEnergy|KrylovSelfEnergy]]''：迭代 Krylov 子空间法。参数 $\lambda_{\rm min}$ 决定了子空间的大小——只包含衰减比 $\lambda_{\rm min}$ 慢的模式。 |
| | * ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/DirectSelfEnergy/DirectSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.DirectSelfEnergy|DirectSelfEnergy]]''：直接对角化方法——包含所有模式。 |
| ==== 2.实用方法 ==== | ==== 2.实用方法 ==== |
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| | * 实际上，''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/RecursionSelfEnergy/RecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.RecursionSelfEnergy|RecursionSelfEnergy]]'' 和 ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/SparseRecursionSelfEnergy/SparseRecursionSelfEnergy.html#NL.CommonConcepts.SelfEnergyCalculators.SelfEnergyCalculators.SparseRecursionSelfEnergy|SparseRecursionSelfEnergy]]'' 是为平衡和非平衡计算选择的方法。 |
| | * 通过使用 ''[[https://docs.quantumatk.com/manual/Types/DevicePerformanceProfile/DevicePerformanceProfile.html#NL.Calculators.PerformanceProfile.DevicePerformanceProfile|DevicePerformanceProfile]]'' 分析器件计算的性能，可以就速度和内存占用为平衡和非平衡计算选择最佳方法。 |
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| | {{ :atk:performance-profile-20200429.png?900 |}} |
| ===== 零和有限偏压收敛：混合参数 ===== | ===== 零和有限偏压收敛：混合参数 ===== |
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| | * 总则 |
| | * 所有计算的收敛都与所使用的参数无关。 |
| | * 收敛几乎不受计算参数变化的影响。 |
| | * 有限偏压的收敛速度远快于零偏压，因为初始态是最接近偏压的密度矩阵。 |
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| | {{ :atk:convergence-1-20200429.png?500 |}} |
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| | * 如果与默认参数（较低的 ''Damping_factor'' 和 ''number_of_history_steps''）相比，较少使用激进的混合参数，则零（有限）偏压下的收敛会稍慢（更快）。 |
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| | {{ :atk:convergence-2-20200429.png |}} |
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| | * 沿 A 和 B 方向将 ''k_point_sampling'' 从 $11\times 11$ 增加到 $15\times 15$ 会使零偏压下有轻微的变慢，但在有限偏压处加快。 |
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| | {{ :atk:convergence-3-20200429.png |}} |
| ===== 零和有限偏压收敛：电极长度和 k 点取样 ===== | ===== 零和有限偏压收敛：电极长度和 k 点取样 ===== |
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| | * 将电极长度从 4 层增加到 6 层会导致零偏压下的收敛速度稍慢。有限偏压下的收敛则非常相似。 |
| | * 6 层电极计算比 4 层电极计算要消耗更多的内存。在内存不足的情况下，可以通过重新评估在每个 SCF 步骤的自能 ''storage_strategy = NoStorage（）'' 来减少内存占用量。 |
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| | {{ :atk:convergence-4-20200429.png |}} |
| ===== 电极验证器 ===== | ===== 电极验证器 ===== |
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| | * **电极验证器**允许检查电极在 C 方向上的重复是否足够长。电极的长度最终取决于计算中使用的基组。 |
| | * 在当前的计算中，四层电极略短，一些矩阵元素会被舍弃掉。//对于使用 Fe 电极和 SG15-Medium 赝势/基组进行的生成计算，应使用 6 层电极//。 |
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| | {{ :atk:convergence-5-20200429.png |}} |
| ===== 联系支持 ===== | ===== 联系支持 ===== |
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| ===== 参考 ===== | |
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| | 如果您即使按照我们的指南进行操作也无法收敛您的器件计算，请在在线 QuantumATK 论坛（[[https://forum.quantumatk.com/|https://forum.quantumatk.com]]）上发帖或联系 QuantumATK 支持（[[mailto:quantumatk-support%40synopsys.com|quantumatk-support@synopsys.com]]）。在使用这两种方式联系时，请附上您的 QuantumATK 脚本和日志文件。 |
| | ===== 参考 ===== |
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| | * 英文原文：https://docs.quantumatk.com/technicalnotes/spin_polarized_negf_convergence_guide/spin_polarized_negf_convergence_guide.html |
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