2017国际计算半导体物理研讨会（Workshopon Computational Semiconductors Physics）参会有感

2017年8月20日-8月24日，2017国际计算半导体物理研讨会在呼和浩特市召开，本次会议由中科院半导体所超晶格实验室和内蒙古大学物理学院主办。会议邀请了将近40位国际计算半导体物理方向的杰出研究人员，规格水平非常高，应该是计算半导体物理专业世界最高规格的workshop了，有幸仔细听完所有报告，不能说每个领域都能听明白，但的确拓宽了视野，对整个领域的发展趋势有了更深刻的认识。希望能把这次会议的收获和感触跟大家分享一下。

 

                      大会会场，在大会正式开始之前，还有一个应该算是卫星会议。

首先说这次会议的名称定义了一个新的研究领域，计算半导体物理的研究一直都存在，这个在国内来讲，黄昆先生，谢希德先生都是从事计算半导体物理的泰斗，黄先生主要关注半导体晶格动力学，谢先生更关注半导体的电子结构。国内目前有物理年会，计算物理会议，计算凝聚态物理会议，计算材料会议等，这些会议中都会有一些关于半导体物理或半导体材料的报告，但是一直穿插在各种报告之中，此次会议将计算半导体物理作为一个专门的研究领域划分出来，定位非常准确及时，必将使得这个领域更加有生机和活力。

计算半导体物理，我的理解是基于物理学和数学概念开发的方法，利用高性能计算机通过数值计算，来分析研究半导体材料的物理性质的学科。再具体的研究分支，会议也进行了一个大致的分类：

• Method of electronic structure and optical property calculations for semiconductors

• Defects in semiconductors

• Simulation of alloys and amorphous semiconductors

• Low-dimensional semiconductors

• Transparent conducting semiconductors

• Correlated and magnetic semiconductors

• Semiconductor surfaces and interfaces

• Radiation effect on semiconductor materials

• Design of semiconductors for energy-related applications

本次报告的内容非常丰富，鉴于本人水平有限，不对的地方还请各位批评指正。根据我的理解，我把会议大会报告归纳为四类，1、综述性报告.2、通过半导体电子结构的精确计算发现新规律；3、计算方法的改进与发展；4、高通量计算搜索新的半导体材料预测新性质；

1、综述性报告；

能指点江山做这个报告的人，只有Alex Zunger教授了，Zunger教授从几个方向对计算半导体物理的研究对象，研究方法，研究思路，以及未来大家该怎么继续做，都给出了生动的表述和建议。Zunger教授也是最早提出inverse design的科学家，就是现在经常提到的材料基因组的思想哦。

2、通过半导体电子结构的精确计算发现新规律；

魏苏淮教授是计算半导体缺陷，半导体掺杂方面的顶尖专家，本次报告他主要讲述了怎么通过已有的规律如何去有的放矢的设计材料，提高材料的性能，如何利用第一性原理方法计算准确各种电子结构信息，并将这些思想运用到能源材料方面。Peter Deak教授， 陈时有教授，尹万健教授等老师也就自己关注的体系进行了报告。

张绳百教授此次报告的内容是课题组与MBE实验合作的工作，怎么利用第一性原理计算为MBE生长材料提供理论支持，张老师在计算chemimcal potential方面非常有经验，需要计算化学势的朋友可以参照张老师的文章。

半导体所超晶格实验室骆军委研究员报道了nanowire hole Rashba effect的工作。

季威教授则报道了一系列二维材料的long range magnetic orderings。

3、计算方法的改进与发展；

汪林望教授一直致力于对发展新的计算方法来提高计算速率，本次报告汪老师也介绍最近几年，他们开发的一些计算方法，主要是TDDFT和第一性原理分子动力学方法，出发点就是这些计算都是比较耗费机时的计算，如何对其进行加速，又不损失太多精度，就是汪老师一直致力解决的问题。汪老师还开发了一套商业化的软硬件平台：PWMAT，最基础的版本应该是15万。我个人理解的话，如果你在用杂化泛函算能带，到了一定的体系大小，算的特别吃力，可以试试这套软件，特别是一些含有缺陷的体系，超胞里面已经含有一二百个原子，pwmat能跑动，vasp比较吃力了。

卢仲毅教授介绍了他们组研究动力学平均场的一些工作，不太明白。

另外来自Temple大学的haowei peng，（http://efrc.cst.temple.edu/haowei-peng.html），对密度泛函范德瓦斯力修正方法进行了详细的介绍，也介绍了自己发展的一些方法。

4、高通量计算搜索新的半导体材料预测新性质；

吉林大学张立军教授，开发了一套高通量计算方法JUMP2，研究了钙钛矿太阳能电池材料，连续发表两篇jacs，感兴趣的可以关注张老师主页（http://dmse.jlu.edu.cn/?mod=teacher&act=view&id=144）

深圳大学张秀文教授，也对ABX等一系列材料进行了高通量计算，感兴趣的可以参看他在国外发表的文章。

Mayeul Avezac 也开发了一套高通量计算程序pylada，他提出了一个新的理念，说未来可能有一种职业，专门给科学写程序的程序员，呵呵，我觉得有可能哦。

感悟共勉：

1、想做好理论计算，必须物理，数学，计算机都要精通，物理基本功要特别扎实，数学主要是牵涉到数值计算的一些算法和求解问题，计算机牵涉到linux操作系统，并行计算，python或者Fortran编程。所以现在如果条件允许的话，我倒是建议物理系本科生可以多修一些计算机编程（偏数值计算或并行计算）。

2、英文。你可以发音不标准，但读写得好，说的话可以口语不标准，可以语法错误，但你做的工作的思想你要用英文表达清楚。读英文文献，做英文presentation，写英语论文三方面能力要有，如果觉得实在没有决心把英文学好（至少把写学好），可以负责任的告诉你，你基本告别学术圈了。

3、身心健康。这个其实应该在最前面，没有任何人可以天天大部分时间在打麻将或者玩玩王者农药，然后好文章就发了的。能连续发好文章的人，不论是老师还是学生，必定是累死累活，殚精竭虑才发出来一流的文章的，如果身体不好，或者容易焦虑，最好别搞太猛，搞科研还是很耗费人力的。

一些感悟啦，不对的地方还请各位批评指正。

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