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。可預(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)3.1.1.1-3.1.1.2.1的內(nèi)容。

3. 分子電子學(xué)

3.1. 分子器件模擬

該器件由與兩個(gè)金（111）表面接觸的二硫醇苯（DTB）分子（有時(shí)也稱為苯二硫醇，BDT）組成。這是一種經(jīng)典的分子裝置，有時(shí)也稱為分子電子學(xué)的果蠅，并且已經(jīng)報(bào)道在許多出版物中，例如參見[STB+03][TJ05]及其參考。

本教程的結(jié)構(gòu)模型如下：

圖 3-1：

3.1.1. 平衡態(tài)計(jì)算

3.1.1.1. DeviceStudio構(gòu)建幾何結(jié)構(gòu)

（1）打開DeviceStudio，新建目錄builder_device。

（2）從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入builder_device，坐標(biāo)文件builder_devic.hzw如下：

（3）建立nanodcal自洽計(jì)算所需的輸入文件，如下：

Simulator→Nanodcal→SCFCalculation→Generatefile。設(shè)置參數(shù)K點(diǎn)改成55100，然后點(diǎn)擊Generatefile。其他參數(shù)默認(rèn)。產(chǎn)生自洽計(jì)算的輸入文件scf.input及基組文件Au_LDA-DZP.nad，C_LDA-DZP.nad，H_LDA-DZP.nad，S_LDA-DZP.nad。

3.1.1.2. 自洽計(jì)算

3.1.1.2.1. 左電極的自洽計(jì)算

（1）準(zhǔn)備輸入文件：scf.input及基組文件Au_LDA-DZP.nad。

（2）連接Nanodcal服務(wù)器：在JobManager所示界面中點(diǎn)擊設(shè)置按鈕，彈出MachineOptions界面，在該界面選擇中點(diǎn)擊New按鈕，彈出MachineSet界面，在該界面中填寫ComputerName、HostIp、port、Username、Password等一系列信息，點(diǎn)擊OK按鈕則在MachineOptions界面中添加了裝有Nanodcal的服務(wù)器。

圖 3-1：連接服務(wù)器操作界面

（3）自洽計(jì)算：在選擇nanodcal服務(wù)器后，選中scf.input右擊run后會(huì)出現(xiàn)以下界面如圖所示：

圖 3-2：Run界面

根據(jù)計(jì)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(jì)算。等待計(jì)算完畢后點(diǎn)擊JobManager所示界面中的Action下的下載按鈕下載NanodcalObject.mat文件。