Nanodcal 材料学与化学（Si(100)表面重构: 用Device Studio进行几何结构优化

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材料学与化学 5.5-5.5.3 的内容。

5.5. Si(100)表面重构: 用Device Studio进行几何结构优化

尽管LDA和GGA可能无法在Si（以及大多数其他半导体）中产生合适的带隙，但是在预测几何特性时，这些“简单”的DFT功能非常有能力。在这个简短的教程中，我们将演示如何使用Device Studio研究Si（100）表面的所谓不对称二聚体重构。

5.5.1 DeviceStudio构建几何结构

(1)打开DeviceStudio，新建目录 Si100 。

(2)从数据库中导入，坐标文件 Si100.hzw 如下：

(3)在Z方向扩抱 3倍 →选中要删除的原子 delete →加H钝化→设置Z方向晶格为 26Å ，最终得到如下结构。

Si100处理后的结构图

(4)建立nanodcal优化计算所需的输入文件，如下：

Simulator → Nanodcal → Relax → Generatefile 。

设置参数，K点改成 9 9 1 ，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 H_LDA-DZP.nad ，Si_LDA-DZP.nad 右击打开 openwith ，可查看，如下。

5.5.2 优化计算及本征态计算

连接服务器,在选择服务器后，选中 relax.input 右击 run 。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 、 log.tex 文件。

5.5.3 结果分析

在计算的 log.txt 文件中我们得出如下数据：