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6.3 ZrNY(Y=Cl,Br)及MgBr2/CdCl2異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器的光生電流效應(yīng)

鴻之微 ? 來(lái)源:鴻之微 ? 作者:鴻之微 ? 2022-12-21 14:40 ? 次閱讀

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(guò)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 電池與儲(chǔ)能 6.3-6.3.1.1.1的內(nèi)容。

6.3 ZrNY(Y=Cl,Br)及MgBr2/CdCl2異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器的光生電流效應(yīng)

基于二維寬帶隙半導(dǎo)體的光探測(cè)器可具備超快的響應(yīng)速度、高響應(yīng)率及低暗電流等優(yōu)異性能,在紫外探測(cè)領(lǐng)域引起了廣泛的研究興趣。但目前通常難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)自供能、高偏振敏感、低暗電流且日盲的紫外探測(cè),針對(duì)這一問(wèn)題我們提出了基于光生電流效應(yīng)的紫外探測(cè)原理。在本章中采用量子輸運(yùn)方法,研究ZrNY (Y =Cl,Br)及MgBr2/CdCl2異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器的光生電流效應(yīng)。通過(guò)調(diào)控光子能量、偏振角、入射方向等探究光電流的變化規(guī)律。MgBr2/CdCl2的zigzag、armchair方向的結(jié)構(gòu)模型如下:

91ba0bb6-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖 6-22:

6.3.1 器件搭建及計(jì)算

6.3.1.1 Device Studio搭建ZrNCl zigzag器件

(1) 雙擊圖標(biāo)Device Studio快捷方式”打開(kāi)軟件;

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

(3)從數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索導(dǎo)入ZrNCl,如下:

File→Import→Import Oline,輸入ZrNCl搜索,找到ZrNCl→點(diǎn)擊add;

(4)點(diǎn)擊Build→Redefine Crystal在 a 方向上重復(fù)該系統(tǒng) 4 次。如下圖所示:

91e8d7d4-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖 6-23:

(5)點(diǎn)擊Build→Convert to Device,勾選前后電極,點(diǎn)擊Preview→Build;

91fd4fa2-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖 6-24:

(6)增加緩沖層,Simulator→Nanodcal→Add Buffer→Build;

91e8d7d4-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖 6-25:

得到器件模型如下圖:

92396b40-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖 6-26:

(7)點(diǎn)擊Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file,設(shè)置參數(shù)并生成自洽計(jì)算所需的輸入文件。

9256bd9e-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖 6-27:

6.3.1.1.1 器件的自洽計(jì)算

1.電極自洽計(jì)算

(1)以Front電極為例,準(zhǔn)備輸入文件:scf.input,基組文件:Zr_PBE-DZP.nad,N_PBE-DZP.nad,Cl_PBE-DZP.nad;

926bb8b6-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

(2)自洽計(jì)算:連接服務(wù)器,選中scf.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文件。

(3)準(zhǔn)備輸入文件:scf.input,基組文件:Zr_PBE-DZP.nad和N_PBE-DZP.nad;Cl_PBE-DZP.nad;

929a4500-805a-11ed-8abf-dac502259ad0.png

在Project窗口中,右擊scf.input文件,Run→Run即開(kāi)始自洽計(jì)算。

審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:產(chǎn)品教程|Nanodcal 電池與儲(chǔ)能(ZrNY(Y=Cl,Br)及MgBr2/CdCl2異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器的光生電流效應(yīng)01)

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