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)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(cè)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石墨烯和其它1D/2D材料 4.5-4.5.1的內(nèi)容。

4.5. 石墨烯納米帶器件：電性質(zhì)

為了要賦予單層石墨烯某種電性，會(huì)按照特定樣式切割石墨烯，形成石墨烯納米帶。石墨烯納米帶的結(jié)構(gòu)具有高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率、低噪聲而成為集成電路互連材料的候選者。通過在中心區(qū)域上施加?xùn)艠O電位，石墨烯納米帶可以用作場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。

本教程的模型結(jié)構(gòu)如下：

4.5.1. 石墨烯納米帶器件搭建

（1）雙擊圖標(biāo)DeviceStudio快捷方式打開軟件；

（2）選擇Create a new Project→OK→文件名：GrapheneNanoribbon Device，保存類型：ProjectFiles(*.hpf)→保存即可；

（3）導(dǎo)入graphene的晶胞：File→Import…→ImportLocal，選取material→2Dmaterials→X-enes→graphene.hzw；

（4）點(diǎn)擊Build→Gr_Nanoribbon，設(shè)置StructureType，n=4，m=4，Preview→Build即得到鋸齒型納米帶，如圖：

（5）點(diǎn)擊Build→Redefine Crystal，在c方向上擴(kuò)胞14倍，Preview→Build；

（6）選中下圖中黃色的C原子，點(diǎn)擊刪除，再點(diǎn)擊氫鈍化C原子，如圖：

（7）選中兩側(cè)多余的H原子，點(diǎn)擊刪除；

（8）點(diǎn)擊Redefine Crystal，修改晶格常數(shù)，a=27?，b=10?，點(diǎn)擊Center，將所有原子居中；

（9）點(diǎn)擊Convert to Crystal，勾選左右電極，參數(shù)設(shè)為-7.383，7.383，點(diǎn)擊Preview→Build，得到納米帶器件模型，如圖：

（10）增加緩沖層，Simulator→Nanodcal→AddBuffer→Build；

（11）點(diǎn)擊Simulator→Nanodcal→SCFCalculation→Generatefile，設(shè)置參數(shù)并生成自洽計(jì)算所需的輸入文件。