Device Studio構(gòu)建HfO2模型

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)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于第一性原理的輸運(yùn)軟件?？深A(yù)測材料的電流 - 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半導(dǎo)體器件2.11.1.2.1-2.11.1.2.4的內(nèi)容。

2.11.1.2 SiO2(101)建模及計算

2.11.1.2.1 Device Studio構(gòu)建HfO2模型

（1）從數(shù)據(jù)庫中搜索導(dǎo)入SiO2-bulk，如下：

File→Import→Import Oline，輸入SiO2搜索，找到mp-8352Si2O4→點(diǎn)擊add；

（2）點(diǎn)擊Build→Surface/slab建立SiO2(101)面；

（3）點(diǎn)擊Build→Redefine Crystal在a方向上修改參數(shù)為5.2756。如下圖所示：

（4）刪除多余原子，然后居中，如下：

（5）點(diǎn)擊Build→Redefine Crystal在b方向上擴(kuò)抱3倍，并命名為C,如下圖所示：

（6）復(fù)制（5）步的結(jié)構(gòu)，刪除原子。點(diǎn)擊Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file，修改K點(diǎn)10 5 10，產(chǎn)生自洽文件。

2.11.1.2.2 自洽計算

（1）準(zhǔn)備輸入文件：scf.input，基組文件：O_DZP_PBE.nad，Si_DZP_PBE.nad；

（2）連接Nanodcal服務(wù)器：見11.1.1.2自洽計算。根據(jù)計算需要設(shè)置參數(shù)后點(diǎn)擊

save按鈕保存相應(yīng)的pbs腳本，然后點(diǎn)擊run進(jìn)行計算。等待計算完畢后點(diǎn)擊Job Manager所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat文件

2.11.1.2.3 能帶計算

（1）建立nanodcal計算能帶的輸入文件，如下：

Simulator→Nanodcal→Analysis→BandStructure→->→Generatefile。參數(shù)默認(rèn)，產(chǎn)生能帶計算的輸入文件BandStructure.input，同樣，右擊打開openwith，可查看，如下：

（2）連接服務(wù)器，見11.1.1.2自洽計算。

（3）能帶計算，見11.1.1.2自洽計算。等待計算完畢后點(diǎn)擊JobManager所示界面中的Action下的下載按鈕下載BandStructure.xml、BandStructure.fig、CalculatedResults.mat文件。

2.11.1.2.4 靜電勢計算

（1）建立nanodcal計算靜態(tài)勢的輸入文件，包括庫侖勢和中性原子勢，分別計算。點(diǎn)擊Simulator→Nanodcal→Analysis→Potential→->→Generatefile。參數(shù)默認(rèn)，產(chǎn)生能帶計算的輸入文件Potential.input，同樣，右擊打開openwith，可查看，如下：

（2）連接服務(wù)器，見11.1.1.2自洽計算。

（3）靜態(tài)勢計算，見11.1.1.2自洽計算。等待計算完畢后點(diǎn)擊JobManager所示界面中的Action下的下載按鈕下載CoulombPotential.dsf、CoulombPotential.fig、CoulombPotential.mat文件。