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2025年1月
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發(fā)布時間: 2022-05-26
極端氣候正在威脅人類社會的生活與生產(chǎn)，二氧化碳排放引發(fā)的溫室效應(yīng)尤甚，“雙碳”目標應(yīng)運而生。
太陽能技術(shù)的進步，是助力我國“雙碳”目標實現(xiàn)的主力軍，其中太陽能發(fā)電系統(tǒng)與光催化新技術(shù)更是重中之重。通過計算模擬來解決太陽能轉(zhuǎn)化過程中的激發(fā)態(tài)動力學問題，以促進新型太陽能電池與光催化材料發(fā)展，提升太陽能轉(zhuǎn)換效率，成為業(yè)內(nèi)諸多學者深耕的前沿陣地。
趙瑾教授攜具備獨立知識產(chǎn)權(quán)的Hefei-NAMD，引領(lǐng)雙碳目標下的高效科技創(chuàng)新
激發(fā)態(tài)動力學是凝聚態(tài)物理中至關(guān)重要且富有挑戰(zhàn)的科學問題，不僅需要從時間、空間、能量和動量等多個維度來描述，同時還需要考慮各種準粒子的相互作用以及多體效應(yīng)從高能級到低能級時間尺度。
針對這一問題，中國科學技術(shù)大學趙瑾教授課題組開發(fā)了具有獨立知識產(chǎn)權(quán)、自主可控的激發(fā)態(tài)動力學第一性原理計算軟件Hefei-NAMD, 構(gòu)建了可以同時從時間、空間、動量、能量、自旋等多個維度研究凝聚態(tài)體系激發(fā)態(tài)動力學的理論和程序框架，并率先實現(xiàn)了自旋分辨的real-time GW+BSE（GW+rtBSE）激子動力學。
基于此套方法，趙瑾教授團隊研究了凝聚態(tài)體系激發(fā)態(tài)動力學的諸多問題，包括界面電荷轉(zhuǎn)移動力學、電子空穴復合動力學以及二維半導體材料的谷激子動力學等，發(fā)展了GW+rtBSE方法，通過引入固定介電函數(shù)近似，成功實現(xiàn)在模擬動力學過程中，只需進行一次GW計算。在基本保證結(jié)果準確度的基礎(chǔ)上，大幅度減少了計算量，首次實現(xiàn)了上百個原子GW+rtBSE的10皮秒含時演化。
VSe2 測試，超胞54個原子
Hefei-NAMD的發(fā)展，將助光催化、表面等離基元，半導體發(fā)光、太陽能電池等領(lǐng)域中的激發(fā)態(tài)動力學問題的解決一臂之力。
利用第一性原理計算了解光催化
曙光海量算力與Hefei-NAMD強強聯(lián)合，助力雙碳目標落地
曙光智算攜手國產(chǎn)自主第一性原理計算軟件Hefei-NAMD，以海量算力、高速網(wǎng)絡(luò)、EB級存儲資源、專業(yè)統(tǒng)一的運營管理為Hefei-NAMD提供智能科研計算平臺，目前已完成全面適配部署，測試成績表現(xiàn)優(yōu)異。通過模擬激發(fā)態(tài)載流子在實空間、能量空間和動量空間的含時演化，為凝聚態(tài)體系的激發(fā)態(tài)動力學及準粒子耦合過程提供了深刻細致的理解，為綠色能源變革貢獻力量。
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