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--- atk:磁性隧道结中的自旋输运 [2016/12/15 11:34] – [限制网格范围] nie.han
+++ atk:磁性隧道结中的自旋输运 [2016/12/15 12:22] – [简介] nie.han
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 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。
-{{ :atk:introbar.png?800 |}}
+{{ :atk:introbar.png?500 |}}
 ===== 入门指南 =====
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 调整一些模块的设置：
 • **Analysis From File**:
   * 选择''mgo_nonco_dc.nc'' 文件。
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 {{ :atk:mtj_mulliken_text.png?500 |}}
-在非共线计算中，‘上’和‘下’布居的总和对应着通常的密立根电荷（电子数量），它们的差异-结合两个角度-形成了自旋极化矢量。这个矢量可以使用{{:atk:viewer.png?20|}}Viewer来可视化：
+在非共线计算中，‘上’和‘下’布居的总和对应着通常的密立根电荷（电子数量），它们的差异-结合两个角度-形成了自旋极化矢量。这个矢量可以使用{{:atk:viewer.png?20|}}**Viewer**来可视化：
 {{ :atk:mtj_mulliken.png?500 |}}
-您也可以使用1D Projector来绘出STT的空间分量：
+您也可以使用**1D Projector**来绘出STT的空间分量：
 {{ :atk:mtj_spintransfertorque_text.png?500 |}}
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 ===== 弛豫器件中心区 =====
+这部分为您显示如何创建和几何优化Fe|MgO|Fe隧道结的中心区域。实例[[http://docs.quantumwise.com/tutorials/device_relaxation/device_relaxation.html#device-relaxation|Advanced device relaxation]]给出更多关于整体器件优化（包括优化的电极和最佳中心区域长度）的细节说明。为了简洁，我们只执行器件中心区的受力最小化。
+==== 初始构型 ====
+首先，打开{{ :atk:builder.png?20|}}Builder。为了给Fe|MgO|Fe器件设置初始几何构型，您将使用**MTJ Builder**工具栏，它被特定地设计用以构建这类几何构型。这样找到它：Add ‣ From Plugin ‣ Magnetic Tunnel Junction (FeMgO-style)。
+**MTJ builder**可以构建多种不同磁性隧道结几何构型。对于当前的目的，将barrier中number of layers改为6，将number of left surface layers和number of right surface layers改为2，保持其他参数为默认值不变。点击Preview按钮查看几何构型，然后点击Build将其加入Stash。
+{{ :atk:mtj_1.png?500 |}}
+<WRAP center round info 60%>
+**小提示！**
+将鼠标放到每个输入区上面来得到输入参数的说明。
+</WRAP>
+通过点击插件工具栏上的{{:atk:bulkmode02.png?20|}} Bulk工具将器件几何构型转换为一个块体构型。这只是移除电极，为您留下块体中心区域。
+==== 几何优化 ====
+将器件中心区域送到{{:atk:script_generator.png?20|}} Script Generator并向脚本添加如下模块：
+  * {{:atk:calculator.png?20|}}New Calculator
+  * {{:atk:initial_state.png?20|}}Initial State
+  * {{:atk:optimization.png?20|}}OptimizeGeometry
+  * {{:atk:analysis.png?20|}}Forces
+同时，改变默认输出文件名为''mgo_relax.nc''。
+{{ :atk:mtj_2.png?500 |}}
+Calculator和InitialState设置应与在Parallel spin部分所使用的设置很相似：
+• **Calculator**:
+  * 选择SGGA交换关联方法。
+  * 增加电子温度到1200K。
+  * 设置k点网格为7x7x2。这个选择给出一个在x和y方向合理的k点取样。在z方向，您想要构建一个器件构型，所以在边缘的铁原子必须是块材类似的。在z方向选择2个k点使铁边缘原子的描述更像块体。
+  * 普通列表项目为铁元素选择SingleZetaPolarized 基组。
+• **Initial State**:
+  * 选择User spin作为初始态的类型。
+  * 设置氧原子和镁原子的相对自旋为0。
+接下来，打开{{:atk:optimization.png?20|}} Optimization模块来指定中心区域（电极扩展处的原子）的前四个和最后四个原子应在优化过程中保持固定。这很重要-如果这些原子中的任何一个移动了，中心胞边缘将不再是周期结构，而在之后的产生和附着器件电极时需要中心胞边缘是周期结构的。
+点击Add Constraints来打开**Constraints Editor**。之后进行如下操作：
+  * 通过按住Ctrl键并在原子周围点住鼠标画矩形来选择下图所示的原子。然后点击Add tag from Selection来为这些原子分配标签为“Selection 0”。
+  * 对右手边电极扩展的原子做同样的操作，但使得约束类型为“Fixed”。
+{{ :atk:mtj_5.png?300 |}}
+{{ :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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