Nanodcal是一款基于非平衡態(tài)格林函數(shù)-密度泛函理論(NEGF - DFT)的第一性原理計(jì)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(yùn)過程,是目前國內(nèi)唯一一款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于第一性原理的輸運(yùn)軟件。可預(yù)測材料的電流 - 電壓特性、電子透射幾率等眾多輸運(yùn)性質(zhì)。
迄今為止,Nanodcal 已成功應(yīng)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(dǎo)體電子器件設(shè)計(jì)等重要研究課題中,并將逐步推廣到更廣闊的電子輸運(yùn)性質(zhì)研究的領(lǐng)域。
本期將給大家介紹Nanodcal自旋器件1.4-1.4.1的內(nèi)容。
1.4 金屬納米線非共線自旋計(jì)算
電子除了具有電荷的屬性外,還具有內(nèi)稟自旋角動(dòng)量,在外磁場中,不僅受洛侖茲力的作用,還通過內(nèi)稟磁矩和外場發(fā)生耦合。將自旋屬性引入半導(dǎo)體器件中,用電子電荷和自旋共同作為信息的載體,將會(huì)發(fā)展出新一代的器件, 稱為電子自旋器件。這種新的器件利用自旋相關(guān)的效應(yīng)(載流子的自旋和材料的磁學(xué)性質(zhì)相互作用),同時(shí)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體技術(shù),將具有非揮發(fā)、低功耗、高速和高集成度的優(yōu)點(diǎn)。本文中對金屬納米線進(jìn)行共線及非共線的自旋計(jì)算,來研究其性質(zhì)。
本教程的模型結(jié)構(gòu)如下:
圖 1-32:
1.4.1 研究背景
(1)雙擊圖標(biāo)“Device Studio快捷方式”打開軟件;
(2)選擇Create a new Project→OK→文件名:Ni(111),保存類型:ProjectFiles(*.hpf)→保存即可;
(3)從數(shù)據(jù)庫中搜索導(dǎo)入Ni,如下:
File→Import→Import Local,找到文件夾Puremetal→Ni.hzw,點(diǎn)擊打開;
圖 1-33: 導(dǎo)入的Ni原子的結(jié)構(gòu)示意圖
(4)點(diǎn)擊Build→Redefine crystal→face-centered→Build
圖 1-34: Ni原子的面心立方結(jié)構(gòu)
(5)點(diǎn)擊Build→Surface/Slab→Build,(h, k, l)=(1, 1, 1),Thichness=12.21?
(6)點(diǎn)擊快捷鍵Surface/Slab,重新定義晶格參數(shù):
圖 1-36: 從新定義晶格參數(shù)的圖形界面
(7)點(diǎn)擊快捷鍵PeriodicTable添加Ni原子,原子坐標(biāo)為(1.86888325,1.07900023,14.24249363);(1.86888325,1.07900023,16.73497391);(1.86888325,1.07900023,19.22745363):
圖 1-39: 添加原子界面
(8)選中原子,點(diǎn)擊鏡面對稱快捷鍵Mirror,選擇沿xy面進(jìn)行鏡面對稱的操作,距離為2.49248 ?,點(diǎn)擊Apply:
圖 1-40: 選中原子的圖形界面
圖 1-41: 鏡面對稱相關(guān)的參數(shù)設(shè)置示意圖
圖 1-42: 鏡面對稱后的結(jié)構(gòu)示意圖
(9)點(diǎn)擊Build→Convert to Device,勾選左右電極,點(diǎn)擊Build:
圖 1-43: 鏡面對稱后的結(jié)構(gòu)示意圖
(10)點(diǎn)擊Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file,建立Nanodcal計(jì)算所需文件。
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原文標(biāo)題:產(chǎn)品教程|Nanodcal自旋器件(金屬納米線非共線自旋計(jì)算01)
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