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--- atk:inas_p-i-n_结 [2017/03/21 16:55] – [建立FET器件结构模型] dong.dong
+++ atk:inas_p-i-n_结 [2018/03/20 22:06] (当前版本) – liu.jun
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 </WRAP>
-将脚本用Editor打开。ATK中缺少定义 H-端基的 InAs 紧束缚基组，下面脚本中提供了这个基组。在 ''InAs_5nm.py'' 中，将 Calculator一段用以下替代：
+将脚本用Editor打开。QuantumATK中缺少定义 H-端基的 InAs 紧束缚基组，下面脚本中提供了这个基组。在 ''InAs_5nm.py'' 中，将 Calculator一段用以下替代：
 <code python>
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 ==== 建立FET器件结构模型 ====
-器件模型建立自 5nm 厚的片层模型。打开 Builder，导入 ''InAs_5nm.py'' 结构。
+器件模型建立自 5nm 厚的片层模型。打开 **Builder**，导入 ''InAs_5nm.py'' 结构。
 注意：如果有原子位于单胞外面，将导致电极模型错误。因此我们需要移动结构，使得所有原子都位于晶胞内部。
-为此，使用 Coordinate Tools -> Translate，选中 fractional coordinates，使用 0，0，-0.15 矢量平移。这将使下一步wrap原子时所有氢原子都移到单胞中间。
+为此，使用 ''Coordinate Tools'' -> ''Translate''，选中 fractional coordinates，使用 0，0，-0.15 矢量平移。这将使下一步 wrap 原子时所有氢原子都移到单胞中间。
-打开 Bulk Tools -> Wrap，点击 **Apply**。所有原子都进入晶胞。
+打开 ''Bulk Tools'' -> ''Wrap''，点击 **Apply**。所有原子都进入晶胞。
-最后，打开 Bulk Tools -> Center，点击 **Apply**，将结构置于单胞中央。
+最后，打开 ''Bulk Tools'' -> ''Center''，点击 **Apply**，将结构置于单胞中央。
 结构如下：
 {{ :atk:inas-electrode.png?400 |}}
-我们要创建一个 60 nm 长的器件，因此这个结构要在 c 方向重复 100 次。打开 Bulk Tools -> Repeat，设置 A=1，B=1，C=100，点击 **Apply**。
+我们要创建一个 60 nm 长的器件，因此这个结构要在 C 方向重复 100 次。打开 ''Bulk Tools'' -> ''Repeat''，设置 A=1，B=1，C=100，点击 **Apply**。
+=== 定义栅极 ===
+接下来我们在两侧设置 1 nm 厚的介电绝缘层，并在中间设置双栅极。
+打开 ''Miscellaneous'' -> ''Spatial Region...'':
+  * 右单击弹出窗口的空白区域，选择 insert new spatial region；
+  * 将其改为 dielectric，并设置介电常数为3.9。定义分数坐标 a：0.0375-0.165；b：0-1；c：0-1。
+  * 再添加一个介电区域，介电常数为3.9.分数坐标为 a：0.8375-0.9625；b：0-1；c：0-1。
+  * 再添加一个金属区域，电势为 0.0 Volt。分数坐标为 a：0-0.0375；b：0-1；c：0.33-0.66。
+  * 再添加一个金属区域，电势为 0.0 Volt。分数坐标为 a：0。9625-1；b：0-1；c：0.33-0.66。
+{{ :atk:inas-spatialregions.png?400 |}}
+最后，将结构转变成器件模型：打开 ''Device Tools'' -> ''Device from Bulk...''，使用默认设置即可。
+接下来是在电极区域也添加绝缘的介电层，这个操作目前无法在图形界面上实现，因此需要使用 Editor 修改脚本。
+首先，将以下脚本放入左电极定义之后：
+<code python>
+# Add dielectric region
+dielectric_region_0 = BoxRegion(
+.9,
+    xmin = 3.0*Ang, xmax = 13.0*Ang,
+    ymin = 0.0*Ang, ymax = 4.28387*Ang,
+    zmin = 0.0*Ang, zmax = 6.0583*Ang,
+)
+dielectric_region_1 = BoxRegion(
+.9,
+    xmin = 67.0*Ang, xmax = 77.0*Ang,
+    ymin = 0.0*Ang, ymax = 4.28387*Ang,
+    zmin = 0.0*Ang, zmax = 6.0583*Ang,
+)
+dielectric_regions = [dielectric_region_0, dielectric_region_1]
+left_electrode.setDielectricRegions(dielectric_regions)
+</code>
+再在右电极定义之后加入下面脚本：
+<code python>
+# Add dielectric region
+right_electrode.setDielectricRegions(dielectric_regions)
+</code>
+将脚本发回到Builder，现在结构看上去如下图。
+{{ :atk:inas_pin_viewer.png?600 |}}
+=== 定义掺杂 ===
+在新版的 VNL 中，掺杂变得十分容易，可以直接在图形界面上实现。
+为此，我们先选定左侧三分之一区域的原子（与左电极）设置掺杂为 p 型，浓度 $10^{19}$；右侧设置为 n 型，浓度 $10^{19}$。
+  * 使用表达式选择工具比直接用鼠标拖选要方便得多。打开 ''Selection Tools'' -> ''By Expression''，输入“c<0.33”，按回车键（注意观察选定原子的情况）；
+  * 打开 ''Miscellaneous''->''Doping''，添加一个新的掺杂区域，并设为p型，浓度为默认$10^{19}$；
+  * 打开 ''Selection Tools'' -> ''By Expression''，输入“c>0.66”，按回车键（注意观察选定原子的情况）；（设置 underlap 结构时，输入“c>0.833”）
+  * 打开 ''Miscellaneous''->''Doping''，添加一个新的掺杂区域，并设为n型，浓度为默认$10^{19}$。
+接下来，将结构发送到 **Script Generator** 来设置计算。

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