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軟件。可預(yù)測材料的電流 - 電壓特性、電子透射幾率等眾多輸運性質(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性質(zhì)研究的領(lǐng)域。

本期將給大家介紹Nanodcal 電池與儲能 6.3.1.1.2的內(nèi)容。

6.3.1.1.2 光電流計算

Nanodcal計算的是歸一化的電流R，要換算成電流，如下為公式：

（1）準(zhǔn)備輸入文件phc.input，點擊Simulator→Nanodcal→Analysis→PhotoCurrent；選擇計算PhotoCurrent，點擊irradatedAtom設(shè)置光照區(qū)域，點擊Generate files，生成phc.input輸入文件，如下：

圖 6-29：

說明1：

1.系統(tǒng)劃分為三個部分:Front電極、中心區(qū)、Back電極。Nanodcal 的排序順序是：中心區(qū)域原子-Front電極-Back電極。用命令nanodcal-structurescf.input生成Atoms.xyz文件，可以看到系統(tǒng)每個原子的序號。

2.設(shè)置光照區(qū)域：電極不被照射，默認(rèn)光照整個中心區(qū)域。此時只需要設(shè)置:calculation.photocurrent.irradiatedAtoms = [1:39]其中，{40:51}是Front電極所有原子的序數(shù)；{52:63}是Back電極所有原子的序數(shù)。

3.在Project窗口中，右擊phc.input文件，Run→Run即開始光電流的計算；

4.光電流計算結(jié)束后，會產(chǎn)生以下輸出文件:Photocurrent.mat、Photocurrent.fig

5.查看數(shù)據(jù)，繪制光電流圖,使用如下命令來查看數(shù)據(jù)：

說明2：在本例中，光子能量范圍為[3.5:3.6]，能量間隔為 0.1 eV；Theta = [0180]；Phi=0；非自旋極化；左右共 2 個 lead。

1.光電流的正方向是從電極流入中心區(qū)域；

ize(data.photocurrent)= 12（能量點個數(shù)）13（Theta 個數(shù)）1（Phi 個 數(shù)）1（非自旋極化）2（電極個數(shù))。

使用以下命令繪制光電流圖：

用戶亦可使用腳本程序，自行提取光電流數(shù)據(jù)。下圖為光子能量3.5 eV 下，光電流隨不同偏振角度的變化。

圖 6-30

審核編輯 ：李倩