nextnano.NEGF - 動作原理 nextnano.NEGF Working Principle
このコードは、非平衡グリーン関数（NEGF）形式（KeldyshまたはKadanoff-Baym形式としても知られています）に基づいています。 この形式は、量子輸送効果（すなわち、共鳴トンネリングなどのコヒーレント輸送効果）と散乱メカニズムの両方の説明を可能にします。 NEGF形式では、散乱プロセスは自己エネルギーの観点から説明されます。 弾性および非弾性散乱プロセスの両方が自己無撞着ボルン近似の範囲内にあるため、自己エネルギーとグリーン関数は自己無矛盾の方法で計算されます。 このコードは、場‐周期的な境界条件を使用しています。 このようにして、シミュレーションは、周期的な電場を持つ無限の周期構造を考慮します。 周期間のコヒーレント輸送は、<Coherence_length_in_Periods>で設定された長さで考慮されます。 プログラムのフロー 計算の最初に、シングルバンドの有効質量シュレディンガー方程式が実空間で解かれます。 エネルギーレベル（つまり、ミニバンド）は、入力ファイルで以下によって指定されるエネルギーカットオフまで選択されます。 <Energy_Range_Axial unit="meV">150</Energy_Range_Axial> ミニバンドは、私たちが「Reduced Real Space（縮小された実空間）」基底と名付けた局所化された基底モードに変換されます。 これらの波動関数は、NEGFアルゴリズムの基底として使用されます。 2番目のステップとして、考慮された各メカニズム（光学フォノン、音響フォノン、荷電不純物、界面粗さ、合金の無秩序、電子-電子散乱）に対して、散乱結合項が計算されます。 次に、計算の主要部分ですが、自己無撞着NEGFソルバーの中にあります。 グリーン関数の最初の推測から始めて、自己エネルギーが計算されます。 その後、グリーン関数が繰り返し計算されます。 同時に、平均場静電ポテンシャルは自己矛盾なく計算されます（ポアソン方程式）。 この反復は、電流値だけでなく、グリーン関数についても収束に達するまで行われます。 グリーン関数の解から、電流密度とキャリア密度が直接計算されます。 分析でより多くの洞察を得るために、母集団、密度行列、振動子強度が異なる基底で表示されます。 入力ファイルで要求された場合、この後、ゲインが計算されます。 この目的のために、入力ファイルで指定された各光子エネルギーに対して、AC電磁摂動が考慮されます。 追加の自己無撞着なルーチンを使用して、この摂動に対するグリーン関数の線形応答を計算します。 次に、この線形応答からゲイン（または吸収）スペクトルが得られます。 英語の原文は下記のURLを参照下さい。 https://nextnano-docu.northeurope.cloudapp.azure.com/dokuwiki/doku.php?id=qcl:working_principle
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