6.3 ZrNY（Y=Cl,Br）及MgBr2/CdCl2异质结光电探测器的光生电流效应

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 电池与储能 6.3-6.3.1.1.1 的内容。

6.3 ZrNY（Y=Cl,Br）及MgBr2/CdCl2异质结光电探测器的光生电流效应

基于二维宽带隙半导体的光探测器可具备超快的响应速度、高响应率及低暗电流等优异性能，在紫外探测领域引起了广泛的研究兴趣。但目前通常难以同时实现自供能、高偏振敏感、低暗电流且日盲的紫外探测，针对这一问题我们提出了基于光生电流效应的紫外探测原理。在本章中采用量子输运方法，研究ZrNY （Y =Cl,Br）及MgBr2/CdCl2异质结光电探测器的光生电流效应。通过调控光子能量、偏振角、入射方向等探究光电流的变化规律。MgBr2/CdCl2的zigzag、armchair方向的结构模型如下：

图 6-22：

6.3.1 器件搭建及计算

6.3.1.1 Device Studio搭建ZrNCl zigzag器件

（1） 双击图标 Device Studio 快捷方式”打开软件；

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

（3）从数据库中搜索导入 ZrNCl ，如下：

File → Import → Import Oline ，输入 ZrNCl 搜索，找到 ZrNCl →点击 add ；

（4）点击 Build → Redefine Crystal 在 a 方向上重复该系统 4 次。如下图所示：

图 6-23：

（5）点击 Build → Convert to Device ,勾选前后电极，点击 Preview → Build ；

图 6-24：

（6）增加缓冲层， Simulator → Nanodcal → Add Buffer → Build ；

图 6-25：

得到器件模型如下图：

图 6-26：

（7）点击 Simulator → Nanodcal → SCF Calculation → Generate file ，设置参数并生成自洽计算所需的输入文件。

图 6-27：

6.3.1.1.1 器件的自洽计算

1.电极自洽计算

(1)以Front电极为例，准备输入文件： scf.input ，基组文件： Zr_PBE-DZP.nad ， N_PBE-DZP.nad， Cl_PBE-DZP.nad ；

(2)自洽计算：连接服务器,选中 scf.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 文件。

(3)准备输入文件： scf.input ，基组文件： Zr_PBE-DZP.nad 和 N_PBE-DZP.nad ； Cl_PBE-DZP.nad；

在 Project 窗口中，右击 scf.input 文件， Run → Run 即开始自洽计算。

审核编辑 ：李倩