石墨烯纳米带器件：电性质

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石墨烯和其它1D/2D材料 4.5-4.5.1的内容。

4.5. 石墨烯纳米带器件：电性质

为了要赋予单层石墨烯某种电性，会按照特定样式切割石墨烯，形成石墨烯纳米带。石墨烯纳米带的结构具有高电导率、高热导率、低噪声而成为集成电路互连材料的候选者。通过在中心区域上施加栅极电位，石墨烯纳米带可以用作场效应晶体管(FET)。

本教程的模型结构如下：

4.5.1. 石墨烯纳米带器件搭建

（1）双击图标DeviceStudio快捷方式打开软件；

（2）选择Create a new Project→OK→文件名：GrapheneNanoribbon Device，保存类型：ProjectFiles(*.hpf)→保存即可；

（3）导入graphene的晶胞：File→Import…→ImportLocal，选取material→2Dmaterials→X-enes→graphene.hzw；

（4）点击Build→Gr_Nanoribbon，设置StructureType，n=4，m=4，Preview→Build即得到锯齿型纳米带，如图：

（5）点击Build→Redefine Crystal，在c方向上扩胞14倍，Preview→Build；

（6）选中下图中黄色的C原子，点击删除，再点击氢钝化C原子，如图：

（7）选中两侧多余的H原子，点击删除；

（8）点击Redefine Crystal，修改晶格常数，a=27Å，b=10Å，点击Center，将所有原子居中；

（9）点击Convert to Crystal，勾选左右电极，参数设为-7.383，7.383，点击Preview→Build，得到纳米带器件模型，如图：

（10）增加缓冲层，Simulator→Nanodcal→AddBuffer→Build；

（11）点击Simulator→Nanodcal→SCFCalculation→Generatefile，设置参数并生成自洽计算所需的输入文件。

审核编辑：彭静