Nanodcal之Al-C9H5NS2-Al分子器件輸運(yùn)

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?？深A(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分子電子學(xué)3.2.-3.2.1.1的內(nèi)容。

3.2. Al-C9H5NS2-Al分子器件輸運(yùn)

本部分是一個(gè)分子結(jié)的輸運(yùn)計(jì)算，左右電極都是Al納米線，中心散射區(qū)包含緩沖層和C9H5NS2分子。當(dāng)C9H5NS2分子的N原子附近放置一個(gè)H+或K+，體系的Transmission和I-V曲線特性發(fā)生了明顯的變化[2]。據(jù)此現(xiàn)象，我們認(rèn)為Al-C9H5NS2-Al可以作為一個(gè)很好的單分子電子傳感器，用來區(qū)分正一價(jià)的陽(yáng)離子。

3.2.1 Device Studio建模

我們以control體系（只包含C9H5NS2分子）為例，簡(jiǎn)單介紹了Al-C9H5NS2-Al體系的搭建過程。對(duì)于輸運(yùn)體系計(jì)算所需要的馳豫之后的結(jié)構(gòu)信息將在附錄中給出。

3.2.1. 搭建Al電極

（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：Al-C9H5NS2-Al，保存類型：ProjectFiles(*.hpf)—保存即可；

（3）從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入Al晶體，F(xiàn)ile—Import，找到Al.hzw并導(dǎo)入；

圖 3-15:

（4）Build——Redefine Crystal，按如下操作將面心立方原胞轉(zhuǎn)換為晶胞；

圖 3-16:

（5）Build——Redefine Crystal，將晶胞轉(zhuǎn)換為2*7*2的超胞；

圖 3-17:

（6）點(diǎn)擊3D Viewer下的yx View按鈕，選中并刪除下圖原子；

（7）點(diǎn)擊3D Viewer下的yz View按鈕，選中并刪除下圖原子；

圖 3-19:

（8）繼續(xù)刪除下圖中選中的原子；

圖 3-20:

（9）點(diǎn)擊Convert to Molecule將體系變成分子，并用Distance按鈕 測(cè)量左右電極的距離；

圖 3-21:

（10）點(diǎn)擊Move Atom，按下圖操作將左右電極的距離變?yōu)?2.1 ?；

圖 3-22:

圖 3-23:

（11）選中下圖中的原子，可以在Properties欄中看到該原子的位置信息，再點(diǎn)擊Move Atom，選中所有原子進(jìn)行平移，使得紅框中的原子的坐標(biāo)變?yōu)閇0，0，0]；

圖 3-24: