[发明专利]具有局域轨道作用的非平衡态电子结构的计算方法及系统

权利要求书

1.一种具有局域轨道作用的非平衡态电子结构的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a构建所需研究的电子输运体系，所述电子输运体系包括两个无限大的电极和中间区，所述中间区位于两个无限大的电极之间并包含散射区和该散射区两侧的缓冲区；

步骤b对具有局域轨道作用的电子计算库伦排斥能和电子交换能；

步骤c根据所述中间区的第一哈密顿量使用非平衡格林函数来计算所述中间区的电子密度ρ；

步骤d根据所述库伦排斥能、所述电子交换能和所述中间区的电子密度来计算所述中间区的LDA+U势V_LDA+U[ρ]和LDA势V_LDA[ρ]；

步骤e将中间区的哈密顿量H[ρ]＝T+V_const+V_eff[ρ]中的V_eff[ρ]替换为V′_eff[ρ]＝V_eff[ρ]+(V_LDA+U[ρ]-V_LDA[ρ]),从而得到所述中间区的第二哈密顿量H′[ρ]＝T+V_const+V′_eff[ρ]，其中T表示电子动能，V_const表示不依赖电子密度的势，V_eff[ρ]表示依赖电子密度的有效势；

步骤f根据所述中间区的第二哈密顿量来计算所述中间区的电子结构信息；

在所述步骤e之后，所述步骤f之前还包括以下步骤：

判断所述中间区的第二哈密顿量是否收敛，

如果所述中间区的第二哈密顿量不收敛，则将所述步骤c中的所述中间区的第一哈密顿量替换为所述中间区的第二哈密顿量后重新计算所述中间区的第二哈密顿量；

如果所述中间区的第二哈密顿量收敛，则执行所述步骤f。

2.根据权利要求1所述的具有局域轨道作用的非平衡态电子结构的计算方法，其特征在于，在所述步骤c中使用自能项来计算所述中间区的电子密度，所述自能项表示所述两个无限大的电极对所述中间区的作用。

3.根据权利要求1或2所述的具有局域轨道作用的非平衡态电子结构的计算方法，其特征在于，所述电极和所述缓冲区为Fe，所述散射区为MgO；

在所述步骤b中，对Fe/MgO界面上Fe的3d轨道电子计算库伦排斥能和电子交换能。

4.根据权利要求1或2所述的具有局域轨道作用的非平衡态电子结构的计算方法，其特征在于，所述具有局域轨道作用的非平衡态电子结构的计算方法应用于磁性隧穿结。