Nanodcal半导体器件—硅 p-n结的模型结构

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半导体器件2.6-2.6.2的内容。

2.6. 硅 p-n 结

硅 p-n 结的模型结构如下：

2.6.1. Device Studio构建几何结构

(1)打开Device Studio，新目录Si_pn_junction。

(2)从数据库中导入数据并命名为Si_pn_junction，坐标文件如下：

（3）建立nanodcal自洽计算所需的输入文件，如下：

Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file。设置参数K点改成10 10 1，然后点击Generate file。其他参数默认。产生自洽计算的输入文件scf.input及基组文件Si_VCA_Si0.999Va0.001.mat、Si_VCA_Si1.001，右击打开open with，可查看，如下。

2.6.2. 自洽计算

（1）连接Nanodcal服务器：在Job Manager所示界面中点击设置按钮，弹出MachineOptions界面，在该界面选择中点击New按钮，弹出MachineSet界面，在该界面中填写Computer Name、HostIp、port、Username、Password等一系列信息，点击OK按钮则在MachineOptions界面中添加了装有Nanodcal的服务器。

图 2-36：连接服务器操作界面

自洽计算：在选择nanodcal服务器后，选中scf.input右击run后会出现以下界面如图所示：

图 2-37：Run界面

根据计算需要设置参数后点击save按钮保存相应的pbs脚本，然后点击run进行计算。等待计算完毕后点击Job Manager所示界面中的Action下的下载按钮下载NanodcalObject.mat文件

审核编辑：彭静