01 軟件簡介

Nanoskim是基于Slater-Koster緊束縛勢場的量子輸運仿真軟件，可以從原子層級來構建納米器件。在非平衡條件下，通過自洽求解非平衡格林函數（Non-equilibrium Green's function, NEGF）和Poisson方程，得到納米器件的電子密度和靜電勢。從而可以充分考慮量子力學效應（如源漏隧穿效應、量子受限效應、電聲耦合效應），以及具體的原子細節(jié)（如截面形狀、雜質位置）等。

02 器件摻雜

對于半導體器件，摻雜是提高器件電學性能的重要手段之一，眾多的電學特性與摻雜的雜質濃度有關。如果在本征半導體中摻入某種特定雜質，成為N型半導體或者P型半導體，其導電性能將發(fā)生質的變化。就能帶而言，P型半導體的費米能級接近于價帶，N型半導體的費米能級接近于導帶。Nanoskim是通過移動費米能級相對導帶或價帶的位置，來表示器件中的摻雜。

03 計算案例

本期以nin型Si納米線器件為例模擬器件的摻雜功能，在Device Studio軟件中一鍵執(zhí)行Nanoskim程序而進行模擬計算，計算步驟主要包括：模型搭建—哈密頓量計算—電子能帶計算—器件摻雜。

（1）模型搭建

Si納米線單胞的結構文件Si.xyz文件如下所示：

在Device Studio軟件中導入Si納米線單胞，操作如下：

Si納米線單胞添加晶格常數，并將結構居中，操作如下：

將Si納米線單胞通過擴胞得到Si納米線晶體，操作如下：

將Si納米線晶體轉換成器件，操作如下：

（2）哈密頓量/電子能帶計算

在Device Studio中生成哈密頓量和電子能帶計算的輸入文件，需要選擇Si的SK參數文件，操作如下：

通過右擊Hamiltonian.input輸入文件，點擊Run開啟哈密頓量計算，并且在Job Manager區(qū)域可以實時觀看計算狀態(tài)。當計算狀態(tài)為Finished時，表明哈密頓量計算完成，操作如下：

通過右擊BandStructure.input輸入文件，點擊Run開啟能帶計算，并且在Job Manager區(qū)域可以實時觀看計算狀態(tài)。當計算狀態(tài)為Finished時，表明能帶計算完成，操作如下：

能帶計算完成后，在Device Studio中可以直接可視化作圖，操作如下：

（3）器件摻雜

實現n-i-n型的器件摻雜，需要把電極附近的能帶向下移動。根據計算得到的能帶結構，在Device Studio中設置能帶移動的數值，操作如下：

另外，還可以對器件的更多細節(jié)進行描述，比如柵壓的位置和幾何結構、氧化層材料和厚度、偏壓等。

以上是本期關于Nanoskim軟件器件摻雜的總體介紹，歡迎大家在鴻之微云下載試用Nanoskim軟件。后續(xù)我們將推出更多功能以及案例，敬請關注！

04 功能列表

01 器件摻雜

通過移動費米能級相對導帶或價帶的位置，來表示器件中的摻雜。

02 支持Slater-Koster參數做輸運計算

可以應用姊妹程序Nanoskif軟件所提供的Slater-Koster參數進行電子輸運性質的計算。

03 支持RESCU哈密頓量做輸運計算

基于RESCU程序的哈密頓量，采用分區(qū)或整體的方式來構建輸運體系的哈密頓量。這樣可以不依賴 Slater-Koster 參數，并能更準確地考慮界面和表面的效應。

04 勢場及帶邊

可以查看某些自洽步數中的勢場輸入和輸出，同時可以對自洽的勢場生成動畫視頻文件。

05 電荷密度分布

可以靈活選取電荷密度分布的類型和切面方向，支持用動畫依次顯示沿某個方向的所有切面的電荷密度分布。

06 投影態(tài)密度/局域態(tài)密度

可以模擬計算體系的投影態(tài)密度和局域態(tài)密度，并可以對數據進行能量展寬和光滑處理。

07 I-V曲線

程序可以自動生成一系列偏壓和柵壓文件夾，可快速得到電流電壓的轉移特性曲線和輸出特性曲線。

08 電子透射譜

既可以得到有效透射譜圖，又可以得到一般透射譜圖。

09 電聲耦合

程序可以通過添加Buttiker虛擬導線的方式實現電聲耦合下的輸運計算。

審核編輯：劉清