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2.6-2.6.2的內容。

2.6. 硅 p-n 結

硅 p-n 結的模型結構如下：

2.6.1. Device Studio構建幾何結構

(1)打開Device Studio，新目錄Si_pn_junction。

(2)從數據庫中導入數據并命名為Si_pn_junction，坐標文件如下：

（3）建立nanodcal自洽計算所需的輸入文件，如下：

Simulator→Nanodcal→SCF Calculation→Generate file。設置參數K點改成10 10 1，然后點擊Generate file。其他參數默認。產生自洽計算的輸入文件scf.input及基組文件Si_VCA_Si0.999Va0.001.mat、Si_VCA_Si1.001，右擊打開open with，可查看，如下。

2.6.2. 自洽計算

（1）連接Nanodcal服務器：在Job Manager所示界面中點擊設置按鈕，彈出MachineOptions界面，在該界面選擇中點擊New按鈕，彈出MachineSet界面，在該界面中填寫Computer Name、HostIp、port、Username、Password等一系列信息，點擊OK按鈕則在MachineOptions界面中添加了裝有Nanodcal的服務器。

圖 2-36：連接服務器操作界面

自洽計算：在選擇nanodcal服務器后，選中scf.input右擊run后會出現以下界面如圖所示：

圖 2-37：Run界面

根據計算需要設置參數后點擊save按鈕保存相應的pbs腳本，然后點擊run進行計算。等待計算完畢后點擊Job Manager所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat文件