Nanodcal是一款基于非平衡態格林函數-密度泛函理論（NEGF - DFT）的第一性原理計算軟件，主要用于模擬器件材料中的非線性、非平衡的量子輸運過程，是目前國內擁有自主知識產權的基于第一性原理的輸運軟件。可預測材料的電流 - 電壓特性、電子透射幾率等眾多輸運性質。

迄今為止，Nanodcal 已成功應用于1維、2維、3維材料物性、分子電子器件、自旋電子器件、光電流器件、半導體電子器件設計等重要研究課題中，并將逐步推廣到更廣闊的電子輸運性質研究的領域。

本期將給大家介紹Nanodcal 電池與儲能 6.3-6.3.1.1.1的內容。

6.3 ZrNY（Y=Cl,Br）及MgBr2/CdCl2異質結光電探測器的光生電流效應

基于二維寬帶隙半導體的光探測器可具備超快的響應速度、高響應率及低暗電流等優異性能，在紫外探測領域引起了廣泛的研究興趣。但目前通常難以同時實現自供能、高偏振敏感、低暗電流且日盲的紫外探測，針對這一問題我們提出了基于光生電流效應的紫外探測原理。在本章中采用量子輸運方法，研究ZrNY （Y =Cl,Br）及MgBr2/CdCl2異質結光電探測器的光生電流效應。通過調控光子能量、偏振角、入射方向等探究光電流的變化規律。MgBr2/CdCl2的zigzag、armchair方向的結構模型如下：

圖 6-22：

6.3.1 器件搭建及計算

6.3.1.1 Device Studio搭建ZrNCl zigzag器件

（1） 雙擊圖標Device Studio快捷方式”打開軟件；

（2）選擇Create a new Project→OK→文件名：ZrNCl，保存類型：ProjectFiles(*.hpf)→保存即可；

（3）從數據庫中搜索導入ZrNCl，如下：

File→Import→Import Oline，輸入ZrNCl搜索，找到ZrNCl→點擊add；

（4）點擊Build→Redefine Crystal在 a 方向上重復該系統 4 次。如下圖所示：

圖 6-23：

（5）點擊Build→Convert to Device,勾選前后電極，點擊Preview→Build；

圖 6-24：

（6）增加緩沖層，Simulator→Nanodcal→Add Buffer→Build；

圖 6-25：

得到器件模型如下圖：

圖 6-26：

（7）點擊Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file，設置參數并生成自洽計算所需的輸入文件。

圖 6-27：

6.3.1.1.1 器件的自洽計算

1.電極自洽計算

(1)以Front電極為例，準備輸入文件：scf.input，基組文件：Zr_PBE-DZP.nad，N_PBE-DZP.nad，Cl_PBE-DZP.nad；

(2)自洽計算：連接服務器,選中scf.input右擊run。等待計算完畢后點擊JobManager所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat文件。

(3)準備輸入文件：scf.input，基組文件：Zr_PBE-DZP.nad和N_PBE-DZP.nad；Cl_PBE-DZP.nad；

在Project窗口中，右擊scf.input文件，Run→Run即開始自洽計算。

審核編輯 ：李倩