PWmat量子输运计算专项模块LonXun-NEGF，上线！

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PWmat量子输运计算专项模块LonXun-NEGF，使用了高斯基组生成器件的哈密顿量矩阵和重叠矩阵，并结合PWmat进行两端口器件的非平衡态自洽计算，支持加入栅极电压以及电介质的自洽计算。

DFT-NEGF方法

密度泛函理论和非平衡格林函数方法互相结合（DFT-NEGF），相比传统的经验和半经验方法，优势在于不需要通过实验获得大量参数，同时可以对器件缺陷、掺杂等情况进行原子级建模，同时还考虑了量子效应，是目前最准确的器件模拟方法之一，该方法还能有效模拟半导体器件量子输运行为。

其中密度泛函理论（DFT）用以计算材料的电子结构、能带结构，以及电子在外加电场下的响应。

而非平衡格林函数方法（NEGF）考虑了电子的非平衡态行为，通过求解非平衡格林函数方程，可以得到材料中电子的能级分布、输运电流、电导率等关键输运特性。

LonXun-NEGF专项模块

LonXun-NEGF的DFT计算采用了高斯基组，在计算双电子积分时数值效率会更高，这有利于高效构建哈密顿量和交叠矩阵。目前该专项模块支持模拟两端口器件的传输谱（Transmission-Spectrum）、态密度（LDOS/PDOS）、电流谱（Current Spectrum）、电荷密度矩阵（Density Matrix）、电流电压曲线（IV-Curve）等。

适用场景

纳米电子器件的量子输运模拟

如研究分子结、块体材料、一维材料或二维材料（如MoS₂）的电子输运特性，预测其作为晶体管或传感器件的性能。

半导体工艺优化

通过DFT-NEGF模拟器件中的漏电流、接触电阻等参数，指导先进制程（如FinFET、GAA晶体管）的材料选择与结构设计。

相关解读

在LonXun-NEGF正式上线之前，我们曾在“第一性原理计算讨论会”上，就输运性质的计算方法进行过讨论，当期的主题是《从kubo，BTE到NEGF》，感兴趣的小伙伴可以抽时间回顾。