Nanodcal是一款基于非平衡態(tài)格林函數(shù)-密度泛函理論（NEGF - DFT）的第一性原理計(jì)算軟件，主要用于模擬器件材料中的非線性、非平衡的量子輸運(yùn)過程，是目前國內(nèi)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于第一性原理的輸運(yùn)軟件。可預(yù)測材料的電流 - 電壓特性、電子透射幾率等眾多輸運(yùn)性質(zhì)。

迄今為止，Nanodcal 已成功應(yīng)用于1維、2維、3維材料物性、分子電子器件、自旋電子器件、光電流器件、半導(dǎo)體電子器件設(shè)計(jì)等重要研究課題中，并將逐步推廣到更廣闊的電子輸運(yùn)性質(zhì)研究的領(lǐng)域。

本期將給大家介紹Nanodcal 電池與儲能 6.3-6.3.1.1.1的內(nèi)容。

6.3 ZrNY（Y=Cl,Br）及MgBr2/CdCl2異質(zhì)結(jié)光電探測器的光生電流效應(yīng)

基于二維寬帶隙半導(dǎo)體的光探測器可具備超快的響應(yīng)速度、高響應(yīng)率及低暗電流等優(yōu)異性能，在紫外探測領(lǐng)域引起了廣泛的研究興趣。但目前通常難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)自供能、高偏振敏感、低暗電流且日盲的紫外探測，針對這一問題我們提出了基于光生電流效應(yīng)的紫外探測原理。在本章中采用量子輸運(yùn)方法，研究ZrNY （Y =Cl,Br）及MgBr2/CdCl2異質(zhì)結(jié)光電探測器的光生電流效應(yīng)。通過調(diào)控光子能量、偏振角、入射方向等探究光電流的變化規(guī)律。MgBr2/CdCl2的zigzag、armchair方向的結(jié)構(gòu)模型如下：

圖 6-22：

6.3.1 器件搭建及計(jì)算

6.3.1.1 Device Studio搭建ZrNCl zigzag器件

（1） 雙擊圖標(biāo)Device Studio快捷方式”打開軟件；

（2）選擇Create a new Project→OK→文件名：ZrNCl，保存類型：ProjectFiles(*.hpf)→保存即可；

（3）從數(shù)據(jù)庫中搜索導(dǎo)入ZrNCl，如下：

File→Import→Import Oline，輸入ZrNCl搜索，找到ZrNCl→點(diǎn)擊add；

（4）點(diǎn)擊Build→Redefine Crystal在 a 方向上重復(fù)該系統(tǒng) 4 次。如下圖所示：

圖 6-23：

（5）點(diǎn)擊Build→Convert to Device,勾選前后電極，點(diǎn)擊Preview→Build；

圖 6-24：

（6）增加緩沖層，Simulator→Nanodcal→Add Buffer→Build；

圖 6-25：

得到器件模型如下圖：

圖 6-26：

（7）點(diǎn)擊Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file，設(shè)置參數(shù)并生成自洽計(jì)算所需的輸入文件。

圖 6-27：

6.3.1.1.1 器件的自洽計(jì)算

1.電極自洽計(jì)算

(1)以Front電極為例，準(zhǔn)備輸入文件：scf.input，基組文件：Zr_PBE-DZP.nad，N_PBE-DZP.nad，Cl_PBE-DZP.nad；

(2)自洽計(jì)算：連接服務(wù)器,選中scf.input右擊run。等待計(jì)算完畢后點(diǎn)擊JobManager所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat文件。

(3)準(zhǔn)備輸入文件：scf.input，基組文件：Zr_PBE-DZP.nad和N_PBE-DZP.nad；Cl_PBE-DZP.nad；

在Project窗口中，右擊scf.input文件，Run→Run即開始自洽計(jì)算。

審核編輯 ：李倩