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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(biāo)應(yīng)運而生,。
太陽能技術(shù)的進(jìn)步,，是助力我國“雙碳”目標(biāo)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(xué)問題,，以促進(jìn)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(xué)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(biāo)下的高效科技創(chuàng)新
激發(fā)態(tài)動力學(xué)是凝聚態(tài)物理中至關(guān)重要且富有挑戰(zhàn)的科學(xué)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(zhǔn)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(xué)技術(shù)大學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)。
基于此套方法,，趙瑾教授團(tuán)隊研究了凝聚態(tài)體系激發(fā)態(tài)動力學(xué)的諸多問題，包括界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué),、電子空穴復(fù)合動力學(xué)以及二維半導(dǎo)體材料的谷激子動力學(xué)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(xué)過程中,，只需進(jìn)行一次GW計算,。在基本保證結(jié)果準(zhǔn)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(dǎo)體發(fā)光、太陽能電池等領(lǐng)域中的激發(fā)態(tài)動力學(xué)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(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,，助力雙碳目標(biāo)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(xué)及準(zhǔn)粒子耦合過程提供了深刻細(xì)致的理解，為綠色能源變革貢獻(xiàn)力量,。
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