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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(yùn)而生。

太陽能技術(shù)的進(jìn)步，是助力我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)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(jì)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(dú)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(dú)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(jì)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(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)在模擬動力學(xué)過程中，只需進(jìn)行一次GW計(jì)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(jì)算量，首次實(shí)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(jì)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(jì)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(yùn)營管理為Hefei-NAMD提供智能科研計(jì)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(shí)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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曙光聯(lián)手Hefei-NAMD，用計(jì)算投身一場能源變革

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