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(guó)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材料學(xué)與化學(xué) 5.5-5.5.3的內(nèi)容。

5.5. Si(100)表面重構(gòu): 用Device Studio進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化

盡管LDA和GGA可能無(wú)法在Si（以及大多數(shù)其他半導(dǎo)體）中產(chǎn)生合適的帶隙，但是在預(yù)測(cè)幾何特性時(shí)，這些“簡(jiǎn)單”的DFT功能非常有能力。在這個(gè)簡(jiǎn)短的教程中，我們將演示如何使用Device Studio研究Si（100）表面的所謂不對(duì)稱二聚體重構(gòu)。

5.5.1 DeviceStudio構(gòu)建幾何結(jié)構(gòu)

(1)打開DeviceStudio，新建目錄Si100。

(2)從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入，坐標(biāo)文件Si100.hzw如下：

(3)在Z方向擴(kuò)抱3倍→選中要?jiǎng)h除的原子delete→加H鈍化→設(shè)置Z方向晶格為26?，最終得到如下結(jié)構(gòu)。

Si100處理后的結(jié)構(gòu)圖

(4)建立nanodcal優(yōu)化計(jì)算所需的輸入文件，如下：

Simulator→Nanodcal→Relax→Generatefile。

設(shè)置參數(shù)，K點(diǎn)改成9 9 1，然后點(diǎn)擊Generatefile。其他參數(shù)默認(rèn)。產(chǎn)生自洽計(jì)算的輸入文件scf.input及基組文件H_LDA-DZP.nad，Si_LDA-DZP.nad右擊打開openwith，可查看，如下。

5.5.2 優(yōu)化計(jì)算及本征態(tài)計(jì)算

連接服務(wù)器,在選擇服務(wù)器后，選中relax.input右擊run。等待計(jì)算完畢后點(diǎn)擊JobManager所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat、log.tex文件。

5.5.3 結(jié)果分析

在計(jì)算的log.txt文件中我們得出如下數(shù)據(jù)：