能量和偏压的变化电导电阻和磁电阻交流电导散射矩阵能带结构和复能带结构非线性电流电压特性散射态和其在实空间投影有限温度在费米能级展宽效应共线性和非共线性自旋极化计算电子相关能处理总能力和应力第三章使用方法输入信息为了运行程序得到系统的输运性质，需要用户输入些必要的信息量子力学描述原子的位置和种类对电极的描述控制参数。量子力学描述为了描述系统的量子力学性质，详细的研究来，用密度泛函理论的工作以指数规律增加，在上个世纪年代就大大超过了传统方法的研究工作。因提出密度泛函理论对社会产生的巨大推动作用获得了年诺贝尔化学奖，进步确定了密度泛了，在些要求严格的系统中，放弃了绝热近似，从而使得交换关联泛函中加入了核运动对电子影响的势能，导致计算过程越发的复杂，仅用人工计算已经跟随不上时代前进的步伐，更多计算软件的使用成为了计算的主流。近年我们能够通过近似的方法来描述与电荷密度有关的交换关联能。随着密度泛函理论的不断发展，人们对近似精度的要求也越来越高，交换关联势中包含的复杂相互作用也越来越多，最早的近似方法已经不能满足对计算精度的要求系统具有与相互作用系统相同的电荷密度，将这样做所忽略的复杂相互作用全部归入到交换关联函数中。对电子与电子间相互作用项的处理则采用经典库仑相互作用项来代替，在这个处理方式下，能量泛函使荷密度分布函数，从而计算得出系统的各项性质。在相互作用体系中求解粒子复杂的动能项变成了问题的关键，和提出，利用个无相互作用电子气系统的动能泛函来替代多体系统相应泛函的构想，无相互作用荷密度的泛函，从而奠定了密度泛函理论的基础使用电子密度代替多体波函数作为系统的基本变量。密度泛函理论的基本思想是通过将原子分子及固体体系的电荷密度作为系统的基本变量，根据变分原理求解泛函极小值得到电。如今被公认为是个研究电子结构和固体宏观性质的标准方法。上世纪年代，和共同提出了密度泛函理论。定理证明了系统的哈密顿量只是基态电近似和近似，处理多体问题依然是很困难的。以密度泛函理论为基础的第性原理计算经过对多种体系的成功模拟，使密度泛函理论成为最广泛使用的第性原理计算方法态能量是电子密度的泛函。这就说明可以使用电子密度为基本变量来代替来复杂的多体波函数，从而得到电子结构的信息，该方法称为密度泛函理论。即使采用件特点使用特性等第三章以石墨烯双电极器件为例来介绍软件的基本使用方法。第二章基础密度泛函理论和在年的篇文章中证明了多电子体系基，详细了解并熟悉密度泛函理论，仔细掌握该软件的计算方法，更好的用计算机来模拟介观体系电子结构，从而了解系统的输运性质。论文的主要内容安排如下第二章介绍关于软件的理论体系软的主要研究内容现代的计算机模拟技术飞速发展，越来越多的实验使用计算机模拟并与实验结果进行定量比较的方法来验证理论的正确性。本文的主要目的是掌握基于非平衡格林函数和密度泛函理论的第性原理计算软件巨磁电阻物理材料研究及其在信息技术中应用重大项目，年国家科技部在国家重点基础发展规划项目中建立了自旋电子材料物理以及器件研制项目，目前我国在自旋电子学些方面的研究已经达到国际水平。论文片。年月，在比利时召开的自旋电子学讨论会中，将旧概念磁电子学正式更名为，自旋电子学。中国对自旋电子学的研究起步较晚，但是直紧跟国际研究形势，年国家自然科学基金委员会建立了先进研究项目局计划设立了合作计划，目的是研究如何把器件充分应用到各种传感器和存储器等器件中，最终目标是制造出大小为读取时间小于容量为的非丢失性的磁性随机存储器芯应。在年月的期刊上，正式提出磁电子学的概念，总结了过去几年在这方面所取得的成果对巨磁阻效应和磁隧道效应的研究，并且展望了磁电子学对未来信息产业的影响。在年，美国国防部中。随后世界范围内的科学家找到了种左右的这种巨磁电阻振荡体系。除此之外，类似的磁电阻效应也不仅存在于这些磁性金属膜中，在些弱耦合的自旋阀结构具有钙钛矿结构的稀土氧化物中，也都存在着很强的磁电阻效应中。随后世界范围内的科学家找到了种左右的这种巨磁电阻振荡体系。除此之外，类似的磁电阻效应也不仅存在于这些磁性金属膜中，在些弱耦合的自旋阀结构具有钙钛矿结构的稀土氧化物中，也都存在着很强的磁电阻效应。在年月的期刊上，正式提出磁电子学的概念，总结了过去几年在这方面所取得的成果对巨磁阻效应和磁隧道效应的研究，并且展望了磁电子学对未来信息产业的影响。在年，美国国防部先进研究项目局计划设立了合作计划，目的是研究如何把器件充分应用到各种传感器和存储器等器件中，最终目标是制造出大小为读取时间小于容量为的非丢失性的磁性随机存储器芯片。年月，在比利时召开的自旋电子学讨论会中，将旧概念磁电子学正式更名为，自旋电子学。中国对自旋电子学的研究起步较晚，但是直紧跟国际研究形势，年国家自然科学基金委员会建立了巨磁电阻物理材料研究及其在信息技术中应用重大项目，年国家科技部在国家重点基础发展规划项目中建立了自旋电子材料物理以及器件研制项目，目前我国在自旋电子学些方面的研究已经达到国际水平。论文的主要研究内容现代的计算机模拟技术飞速发展，越来越多的实验使用计算机模拟并与实验结果进行定量比较的方法来验证理论的正确性。本文的主要目的是掌握基于非平衡格林函数和密度泛函理论的第性原理计算软件，详细了解并熟悉密度泛函理论，仔细掌握该软件的计算方法，更好的用计算机来模拟介观体系电子结构，从而了解系统的输运性质。论文的主要内容安排如下第二章介绍关于软件的理论体系软件特点使用特性等第三章以石墨烯双电极器件为例来介绍软件的基本使用方法。第二章基础密度泛函理论和在年的篇文章中证明了多电子体系基态能量是电子密度的泛函。这就说明可以使用电子密度为基本变量来代替来复杂的多体波函数，从而得到电子结构的信息，该方法称为密度泛函理论。即使采用近似和近似，处理多体问题依然是很困难的。以密度泛函理论为基础的第性原理计算经过对多种体系的成功模拟，使密度泛函理论成为最广泛使用的第性原理计算方法。如今被公认为是个研究电子结构和固体宏观性质的标准方法。上世纪年代，和共同提出了密度泛函理论。定理证明了系统的哈密顿量只是基态电荷密度的泛函，从而奠定了密度泛函理论的基础使用电子密度代替多体波函数作为系统的基本变量。密度泛函理论的基本思想是通过将原子分子及固体体系的电荷密度作为系统的基本变量，根据变分原理求解泛函极小值得到电荷密度分布函数，从而计算得出系统的各项性质。在相互作用体系中求解粒子复杂的动能项变成了问题的关键，和提出，利用个无相互作用电子气系统的动能泛函来替代多体系统相应泛函的构想，无相互作用系统具有与相互作用系统相同的电荷密度，将这样做所忽略的复杂相互作用全部归入到交换关联函数中。对电子与电子间相互作用项的处理则采用经典库仑相互作用项来代替，在这个处理方式下，能量泛函使我们能够通过近似的方法来描述与电荷密度有关的交换关联能。随着密度泛函理论的不断发展，人们对近似精度的要求也越来越高，交换关联势中包含的复杂相互作用也越来越多，最早的近似方法已经不能满足对计算精度的要求了，在些要求严格的系统中，放弃了绝热近似，从而使得交换关联泛函中加入了核运动对电子影响的势能，导致计算过程越发的复杂，仅用人工计算已经跟随不上时代前进的步伐，更多计算软件的使用成为了计算的主流。近年来，用密度泛函理论的工作以指数规律增加，在上个世纪年代就大大超过了传统方法的研究工作。因提出密度泛函理论对社会产生的巨大推动作用获得了年诺贝尔化学奖，进步确定了密度泛函理论在量子化学与量子微观结构等领域中的应用的广泛性和不可动摇的地位。密度泛函理论在分子原子物理学中的电离势的计算振动谱研究输运性质的计算生物分子结构化学反应过程和催化活性位置的特征等系列领域的应用取得成功。在凝聚态物理学中，材料的电子结构和几何结构固态和液态金属中的相变问题也通过密度泛函理论得以很好的解决。定理在密度泛函理论中，我们将关注的重点从基态的波函数转移到基态的密度，系统的哈密顿量经过绝热近似后的表示为其中为系统总动能，表示电子间相互作用，表示电子与核的总相互作用，表示系统中电子与每的方法计算电子密度。这个方法的基本思想是确定系统的哈密顿量和电子结构，用计算非平衡电子密度矩阵。对于图的非平衡体系，利用方法，如图所示，计算中心散射区的势以及电极的自能及边界条件，配合初始假定的电子密度来计算哈密顿量再根据非平衡格林函数理论计算格林函数，利用公式−∞计算得到新的电子密度，之后的自洽过程与方法致。可以计算得到的性质孤立体系周期体系和两端或多端开放体系的电子结构自洽的非平衡密度矩阵和哈密顿量电荷和自旋分析态密度，分波和局域态密度散射态密度，分波和局域散射态密度器件的压降分布透射系数随电子能量和偏压的变化电导电阻和磁电阻交流电导散射矩阵能带结构和复能带结构非线性电流电压特性散射态和其在实空间投影有限温度在费米能级展宽效应共线性和非共线性自旋极化计算电子相关能处理总能力和应力第三章使用方法输入信息为了运行程序得到系统的输运性质，需要用户输入些必要的信息量子力学描述原子的位置和种类对电极的描述控制参数。量子力学描述为了描述系统的量子力学性质，详细的研究了构成系统的各种元素的原子。不同元素的原子具有不同的价电子波函数以及确定原子核位置的赝势法。将价电子轨道与原子核分开的思想称为赝势近似，在固体物理中广泛使