Synopsys QuantumATK W-2024.09 软件概述
Synopsys QuantumATK W-2024.09 是由 Synopsys, Inc. 推出的新一代原子级电子结构与材料建模仿真平台。该软件基于 Python 与 C++ 开发，集成了从第一性原理（ab initio）到半经验模型及经典力场的多种仿真引擎，为半导体和先进材料领域的研发人员提供高效、统一的仿真环境。
QuantumATK 能够在原子和纳米尺度上精确模拟材料结构、电子性质、热力学行为和器件性能，显著降低研发周期和实验成本，是材料科学与半导体产业的重要计算工具。
QuantumATK W-2024.09 版本新增与改进亮点
1. 多体微扰理论（GW）计算能力大幅增强
- 全新并行化策略，实现 内存占用降低约 10 倍，同时显著提升计算速度
- 支持在合理计算成本下，对分子、二维材料、三维体系及界面结构进行高精度 G0W0 电子结构计算
- 新增对 自旋极化、非共线自旋与自旋轨道耦合 的全面支持，满足先进材料研究需求
2. DFT 与半经验模型功能升级
- 新增有限差分线性响应方法，可自动从 ab initio 计算中提取 DFT+U 所需的 Hubbard U 参数
- 引入全新的 Local TB09 MGGA DFT 泛函，支持自动计算材料相关、位置依赖的 c 参数，适用于半导体和绝缘体体相及界面研究
- 新增 SiGe 紧束缚模型（含应变修正），提升硅基异质结构模拟精度
3. 机器学习力场（MLFF）能力显著提升
- 新增 预训练通用神经网络势函数 MACE-MP，并集成 M3GNet，可快速模拟体材料、器件、薄膜和分子体系
- Moment Tensor Potentials（MTP）拟合速度提升 10–15 倍
- 多元素复杂体系的 MTP 精度最高提升 2 倍，显著提升大规模模拟的可靠性
4. 离子动力学与热力学模拟增强
- 新增 准谐自由能优化 与 热力学积分方法，用于获取固态与液态相图
- 引入两种 半巨正则 Monte Carlo 方法，支持可混溶及不可混溶合金的成分与热力学研究
- 新增 Grüneisen 系数分析工具，用于预测固体材料的热导率和热膨胀系数
5. 缺陷与表面过程模拟更新
- 缺陷分析框架扩展至 不同材料界面处的陷阱能级研究
- 新增实空间自能方法，在开放边界条件下计算无限晶体中单个缺陷的 PDOS
- 新增 气相分解与反应动力学分析模块，用于指导 CVD 与 ALD 工艺中前驱体气体的选择
6. NanoLab 图形界面（GUI）全面升级
- 支持 批量生成非晶结构与 NEB 路径
- 更便捷地配置分子动力学与 TFMC 模拟中的 前置、后置与测量 Hook 函数
- 新增 Array Jobs（数组作业）功能，可高效管理大量相似仿真任务，显著提升科研效率
QuantumATK 的核心优势
- 集成 DFT、GW、机器学习力场、经典分子动力学 等多种方法
- 支持 大规模、真实材料体系模拟
- 提供直观易用的 NanoLab 图形化界面，降低学习门槛
- 显著加快新材料筛选与器件设计流程，降低研发成本
适合行业与应用场景
Synopsys QuantumATK W-2024.09 广泛适用于以下行业和机构：
- 半导体制造与芯片设计企业
- 新材料与纳米材料研发机构
- 高校与科研院所材料科学研究
- 光电子、功率器件与先进封装领域
- CVD / ALD 工艺开发与优化团队
软件基本信息
- 软件名称：QuantumATK
- 版本号：W-2024.09
- 开发商：Synopsys, Inc.
- 支持架构：x64
- 操作系统：Windows
- 软件语言：英文
- 软件大小：约 2.6 GB
- 官方网站：Synopsys 官网
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