Nanodcal石墨烯纳米带中的输运

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石墨烯和其它1D/2D材料 4.4-4.4.1.2 的内容。

4.4. 石墨烯纳米带中的输运

石墨烯具有简单规则的蜂窝状几何形状，因其具有许多优异的性能而成为众多领域争相研究的热点。在微电子学器件中，无限片材石墨烯通常需要切割成合适的形状，常见的有石墨烯纳米带(GNR)。石墨烯纳米带的边缘需要考虑氢钝化以满足所有碳的价电子成键，这在有限结构中是必须的。

本教程缺陷Z字形纳米带结构模型如下：

4.4.1. 二维石墨烯的能带结构

4.4.1.1. 自洽计算

（1）双击图标 DeviceStudio快捷方式 打开软件；

（2）选择 Create a new Project → OK →文件名： GrapheneNanoribbon ，保存类型：ProjectFiles(*.hpf)→ 保存 即可；

（3）导入graphene的晶胞： File → Import… → ImportLocal ，选取 material → 2Dmaterials→ X-enes → graphene.hzw ；

（4）点击 Simulator → Nanodcal → SCFCalculation → Generatefile ，设置参数并生成自洽计算所需的输入文件 scf.input 和基组文件 C_PBE-DZP.nad ；

（5）在DeviceStudio的Project窗口中，右击 scf.input 文件， Run → Run 即开始自洽计算。自洽计算结束后，会产生以下输出文件：CalculatedResults.mat 、log.txt、NanodcalObject.mat 、TotalEnergy.mat 。

4.4.1.2. 能带结构的计算

（1）在自洽计算的基础上，准备输入文件 BandStructure.input ，参考如下：

（2）同样，在DeviceStudio的Project窗口中，右击 BandStructure.input 文件， Run → Run 即开始能带计算。

（3）计算结束后，生成的 BandStructure.xml 文件可以在DeviceStudio中可视化分析，即： Simulator → Nanodcal → AnalysisPlot ，选择 BandStructure.xml 文件打开；

图 4-2：　　

      审核编辑：彭静