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 6.3.1.1.2 的内容。

6.3.1.1.2 光电流计算

Nanodcal计算的是归一化的电流R，要换算成电流，如下为公式：

（1）准备输入文件 phc.input ，点击 Simulator → Nanodcal → Analysis → PhotoCurrent ；选择计算 PhotoCurrent ，点击 irradatedAtom 设置光照区域，点击 Generate files ，生成 phc.input 输入文件，如下：

图 6-29：

说明1 ：

1.系统划分为三个部分: Front电极 、 中心区 、 Back电极 。Nanodcal 的排序顺序是：中心区域原子-Front电极-Back电极。用命令 nanodcal -structure scf.input 生成 Atoms.xyz 文件，可以看到系统每个原子的序号。

2.设置光照区域：电极不被照射，默认光照整个中心区域。此时只需要设置: calculation.photocurrent.irradiatedAtoms = [1:39] 其中，{40:51}是Front电极所有原子的序数；{52:63}是Back电极所有原子的序数。

3.在 Project 窗口中，右击 phc.input 文件， Run → Run 即开始光电流的计算；

4.光电流计算结束后，会产生以下输出文件: Photocurrent.mat 、 Photocurrent.fig

5.查看数据，绘制光电流图,使用如下命令来查看数据：

说明2 ：在本例中，光子能量范围为[3.5:3.6]，能量间隔为 0.1 eV；Theta = [0180]；Phi=0；非自旋极化；左右共 2 个 lead。

1.光电流的正方向是从电极流入中心区域；

ize(data.photocurrent)= 12（能量点个数）13（Theta 个数）1（Phi 个 数）1（非自旋极化）2（电极个数) 。

使用以下命令绘制光电流图：

用户亦可使用脚本程序，自行提取光电流数据。下图为光子能量3.5 eV 下，光电流随不同偏振角度的变化。

图 6-30

审核编辑 ：李倩