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(nèi)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于第一性原理的輸運軟件。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(zhì)研究的領(lǐng)域。
本期將給大家介紹Nanodcal石墨烯和其它1D/2D材料 4.3.2-4.3.2.4的內(nèi)容。
4.3.2. 引入自旋的能帶計算
4.3.2.1 自洽計算
(1)點擊Simulator→Nanodcal→SCFCalculation→Generatefile,建立Nanodcal計算所需自洽文件scf.input,C_LDA-DZP.nad(設(shè)置1,2號碳原子為自旋值為0.1,7,7號碳原子為自旋值為-0.1):
(2)自洽計算:連接服務(wù)器(請參見Device Studio的工具欄中help→help Topic→7.應(yīng)用實例→7.1Nanodcal實例)在選擇服務(wù)器后,選中scf.input右擊run。等待計算完畢后點擊JobManage所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat文件。
4.3.2.2 能帶計算
(1)在3.2.1自洽計算的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)備BandStructure的輸入文件,操作如下:
點擊Simulator→Nanodcal→Analysis→BandStructure→Generatefile
(2)計算結(jié)束后,可以通過在DS中打開Simulator→Nanodcal→AnalysisPlot,找到對應(yīng)的BandStructure.xml文件,點擊打開:
圖 4-15:
上圖得出的這個系統(tǒng)沒有總自旋極化,這是非常合理的,因為碳不是磁性的。并且通過繪圖,也可以觀察到在能帶結(jié)構(gòu)中沒有自旋相關(guān);上下態(tài)是完全簡并的。但是,當(dāng)存在自旋時,的確對能帶結(jié)構(gòu)有一個極大的影響。之前在X點處的導(dǎo)帶和價帶的簡并被破壞,一個帶隙被打開。
4.3.2.3 EigenStates計算
(1)在3.2.1自洽計算的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)備EigenStates的輸入文件,操作如下:
點擊Simulator→Nanodcal→Analysis→EigenStates→Generatefile
圖 4-16:不同自旋的(0,0,0)點導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)腅igenStates:
圖 4-17:不同自旋的(0,0,0.35)點導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)腅igenStates:
4.3.2.4 電荷密度計算
(1)在3.2.1自洽計算的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)備ElectronDensity的輸入文件,操作如下(以G點為例):
點擊Simulator→Nanodcal→Analysis→ElectronDensity→Generatefile
(2)計算結(jié)束后,可以通過在DS中打開:Simulator→Nanodcal→AnalysisPlot,找到對應(yīng)ElectronDensity.dsf文件,點擊打開:
圖 4-19:(0,0,0)點處spinup的電荷密度
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原文標(biāo)題:產(chǎn)品教程|Nanodcal石墨烯和其它1D/2D材料(石墨烯中自旋分辨的Bloch態(tài)02)
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