kdotpy：面向半导体能带结构模拟的晶格上的 $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$ 理论

软件项目kdotpy 提供了一个用于在晶格上模拟半导体器件能带结构的Python 应用程序。该应用程序实现了广泛使用的Kane 模型，能够可靠预测大量具有锌盆晶体结构的拓扑和非拓扑材料的传输和光学性质。该应用程序自动化了模拟能带结构的繁琐步骤。用户可通过命令行输入相关物理参数，例如材料、器件尺寸、磁场和温度。程序在离散化的空间坐标晶格上构建适当的矩阵哈密顿量并对其进行对角化。从特征值和特征向量中提取物理可观测量并保存为输出。该程序高度可定制，具有大型配置选项和材料参数集合。