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 4.5.4-4.5.8的内容。

4.5.4. 透射谱计算

（1）准备输入文件Transmission.input，如下：

（2）在Project窗口中，右击Transmission.input，Run→Run即开始计算；

（3）计算完成后，输出文件Transmission.xml在DeviceStudio中可视化分析，如图：

4.5.5. 栅极电压下的计算

（1）以栅极电压-1V为例，电极自洽计算的输入文件不变，中心区自洽计算的输入文件scf.input添加下面参数：

（2）自洽计算完成后，可以计算透射谱、电导等，下图给出的是不同栅极电压下的透射谱及电导，在大约栅极电位为0.25V时，电导具有最小值。

4.5.6. 偏压下的计算

（1）以施加偏压1V为例，电极自洽计算不变，中心区自洽计算的输入文件scf.input修改以下参数：

（2）在偏压1V自洽计算完成的基础上，施加栅极电压-1V并进行自洽计算，计算方法与1.5小节相同。

（3）自洽计算完成后，可以计算电流，准备输入文件ivcurve.input，如下：

（4）计算完成后，可以在Matlab中查看数据，如下：

（5）通过计算不同偏压下的电流，可以绘制I-V曲线，如下：

4.5.7. 热电流的计算

（1）准备输入文件ThermoelectricCurrent.input如下：

（2）计算完成后，生成输出文件ThermoelectricCurrent.mat，在Matlab中查看数据，如下：

（3）固定左电极的温度300K，右电极的温度改变，计算热电流。下图给出右电极热电流与温度的关系：

图 4-37：

4.5.8 温度依赖的电导

温度依赖电导对于场效应晶体管是典型的：作为温度函数的电导的初始降低与由电子隧穿在费米能级处产生的大电导有关。

修改左右电极以及中心区的输入文件scf.input的温度参数calculation.occupationFunction.temperature，进行自洽计算和电导计算，计算方法同上。

审核编辑：彭静