Nanodcal是一款基于非平衡態格林函數-密度泛函理論（NEGF - DFT）的第一性原理計算軟件，主要用于模擬器件材料中的非線性、非平衡的量子輸運過程，是目前國內擁有自主知識產權的基于第一性原理的輸運軟件。可預測材料的電流 - 電壓特性、電子透射幾率等眾多輸運性質。

迄今為止，Nanodcal 已成功應用于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、半導體電子器件設計等重要研究課題中，并將逐步推廣到更廣闊的電子輸運性質研究的領域。

本期將給大家介紹Nanodcal半導體器件2.9.3-2.9.6 的內容。

2.9.3. 器件的自洽計算

（1）電極自洽

結構文件、參數文件：scf.input，基組文件：H_LDA-DZP.nad、Si_LDA-SZP-n.mat和Si_LDA-SZP-p.mat，左電極的scf.input文件如下：

右電極的scf.input文件如下：

在Device Studio的Project窗口中，右擊scf.input，Run→Run即開始自洽計算；

（2）中心區自洽

在電極自洽完成的基礎上，進行中心區自洽，scf.input文件如下：

在Device Studio的Project窗口中，右擊scf.input，Run→Run即開始自洽計算；

2.9.4 勢分布計算

（1）準備輸入文件potential.input，如下：

（2）在Device Studio的Project窗口中，右擊potential.input，Run→Run即開始計算；

（3）計算完成后，輸出文件CoulombPotential.dsf在Device Studio中進行可視化分析，如圖：

圖 2-75

2.9.5. 局域態密度計算

（1）準備輸入文件DensityOfStates.input如下：

（2）在Device Studio的Project窗口中，右擊DensityOfStates.input，Run→Run即開始計算；

（3）計算結束后，輸出文件LocalDensityOfStates.txt在Device Studio中進行2D和1D可視化分析，如圖：

圖 2-76

圖 2-77

2.9.6 漏源和柵源電壓下的計算

（1）以施加0.05 V的漏源電壓為例，中心區自洽計算的輸入文件scf.input修改以下參數：

（2）在0.05 V的漏源電壓自洽計算完成的基礎上，可施加柵源電壓，以0.1 V的柵源電壓為例，中心區自洽計算的輸入文件scf.input修改以下參數：

（3）自洽計算完成后，可以計算電流，準備輸入文件ivc.input，如下：

（4）計算結束后，可以在Matlab中查看數據，如下：

（5）另外，通過改變漏源和柵源電壓，可以計算一些列的電流。計算完畢后，點擊Simulator→Nanodcal→IV plot，選擇相對應的文件夾。

（6）下圖是在0.05和0.2 V漏源電壓下，電流與柵源電壓的關系，即I-VG：

圖 2-79