Nanodcal分子电子学的结构模型

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分子电子学3.1.1.1-3.1.1.2.1的内容。

3. 分子电子学

3.1. 分子器件模拟

该器件由与两个金（111）表面接触的二硫醇苯（DTB）分子（有时也称为苯二硫醇，BDT）组成。这是一种经典的分子装置，有时也称为分子电子学的果蝇，并且已经报道在许多出版物中，例如参见[STB+03][TJ05]及其参考。

本教程的结构模型如下：

图 3-1：

3.1.1. 平衡态计算

3.1.1.1. DeviceStudio构建几何结构

（1）打开DeviceStudio，新建目录builder_device。

（2）从数据库中导入builder_device，坐标文件builder_devic.hzw如下：

（3）建立nanodcal自洽计算所需的输入文件，如下：

Simulator→Nanodcal→SCFCalculation→Generatefile。设置参数K点改成55100，然后点击Generatefile。其他参数默认。产生自洽计算的输入文件scf.input及基组文件Au_LDA-DZP.nad，C_LDA-DZP.nad，H_LDA-DZP.nad，S_LDA-DZP.nad。

3.1.1.2. 自洽计算

3.1.1.2.1. 左电极的自洽计算

（1）准备输入文件：scf.input及基组文件Au_LDA-DZP.nad。

（2）连接Nanodcal服务器：在JobManager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ComputerName、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 3-1：连接服务器操作界面

（3）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 3-2：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JobManager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