研究Research
DeePTB-NEGF:从学习到的哈密顿量计算量子输运
做量子输运计算时,NEGF 通常需要先拿到体系的哈密顿矩阵。用 DFT 直接构造当然比较可靠,但材料一大,或者想换很多个结构反复计算,这一步往往就是主要开销。DeePTB 能从原子结构预测紧束缚哈密顿量,于是一个自然的问题是:能不能把它直接接到量子输运求解器里?
这篇合作工作尝试了这件事。我们把 DeePTB 预测的哈密顿量接到 DPNEGF,研究石墨烯、六方氮化硼和 MoS₂ 这三种二维材料,并与传统 DFT-NEGF 得到的能带和电子透射谱做比较。IEEE MoSICom 2025 会议论文报告了较好的一致性,以及在这些测试体系上的计算效率提升。
这里实际上有两层需要分开验证的近似。一层是学习到的哈密顿量是否准确,另一层是输运求解器能否正确处理接触、器件几何和边界条件。即使能带看起来相近,透射也不一定自然就会准确。所以我觉得把模型和物性计算接在一起,并做完整的输运对照,比单独展示一个好的哈密顿量误差更有意义。
这项工作已有 IEEE MoSICom 2025 正式会议论文,也保留了公开的 arXiv 版本。它说明了这条计算路线在几个典型二维材料上的可行性,但不能据此说所有缺陷、界面或实际器件都已有同等精度。IEEE 会议论文 · arXiv 版本。