Nanodcal是一款基于非平衡态格林函数-密度泛函理论(NEGF - DFT)的第一性原理计算软件,主要用于模拟器件材料中的非线性、非平衡的量子输运过程,是目前国内拥有自主知识产权的基于第一性原理的输运软件。可预测材料的电流 - 电压特性、电子透射几率等众多输运性质。
迄今为止,Nanodcal 已成功应用于1维、2维、3维材料物性、分子电子器件、自旋电子器件、光电流器件、半导体电子器件设计等重要研究课题中,并将逐步推广到更广阔的电子输运性质研究的领域。
本期将给大家介绍Nanodcal分子电子学3.1.1.1-3.1.1.2.1的内容。
3. 分子电子学
3.1. 分子器件模拟
该器件由与两个金(111)表面接触的二硫醇苯(DTB)分子(有时也称为苯二硫醇,BDT)组成。这是一种经典的分子装置,有时也称为分子电子学的果蝇,并且已经报道在许多出版物中,例如参见[STB+03][TJ05]及其参考。
本教程的结构模型如下:
图 3-1:
3.1.1. 平衡态计算
3.1.1.1. DeviceStudio构建几何结构
(1)打开DeviceStudio,新建目录 builder_device 。
(2)从数据库中导入 builder_device ,坐标文件 builder_devic.hzw 如下:
(3)建立nanodcal自洽计算所需的输入文件,如下:
Simulator → Nanodcal → SCFCalculation → Generatefile 。设置参数K点改成55100,然后点击 Generatefile 。其他参数默认。产生自洽计算的输入文件 scf.input 及基组文件 Au_LDA-DZP.nad ,C_LDA-DZP.nad ,H_LDA-DZP.nad,S_LDA-DZP.nad 。
3.1.1.2. 自洽计算
3.1.1.2.1. 左电极的自洽计算
(1)准备输入文件:scf.input 及基组文件 Au_LDA-DZP.nad 。
(2)连接Nanodcal服务器:在 JobManager 所示界面中点击 设置 按钮,弹出 MachineOptions界面,在该界面选择中点击 New 按钮,弹出 MachineSet 界面,在该界面中填写ComputerName、HostIp、port、Username、Password等一系列信息,点击 OK 按钮则在MachineOptions界面中添加了装有Nanodcal的服务器。
图 3-1:连接服务器操作界面
(3)自洽计算:在选择nanodcal服务器后,选中 scf.input 右击 run 后会出现以下界面如图所示:
图 3-2:Run界面
根据计算需要设置参数后点击 save 按钮保存相应的pbs脚本,然后点击 run 进行计算。等待计算完毕后点击 JobManager 所示界面中的 Action 下的 下载 按钮下载 NanodcalObject.mat 文件。
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