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Device Studio （簡稱：DS）作為鴻之微科技（上海）股份有限公司（簡稱：鴻之微）研發(fā)的多尺度材料設(shè)計(jì)與仿真平臺，可實(shí)現(xiàn)材料原子級建模（百萬量級）、高性能科學(xué)仿真計(jì)算、計(jì)算任務(wù)的監(jiān)控和管理、數(shù)據(jù)可視化分析的全過程，從而實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)與科學(xué)仿真模擬一體化，極大地促進(jìn)和提升科研效率，幫助科研工作者解決當(dāng)今多尺度材料設(shè)計(jì)與仿真模擬的一系列重要問題。

Device Studio 集成了多種科學(xué)計(jì)算軟件，可滿足用戶在各個領(lǐng)域的科學(xué)仿真計(jì)算需求。集成了第一性原理平面波計(jì)算軟件 DS-PAW，第一性原理量子輸運(yùn)計(jì)算軟件 Nanodcal，緊束縛模型量子輸運(yùn)計(jì)算軟件 Nanoskim，第一性原理大體系KS-DFT計(jì)算軟件 RESCU，量子化學(xué)計(jì)算軟件 BDF，分子發(fā)光與輸運(yùn)性質(zhì)計(jì)算軟件 MOMAP，材料微觀組織演化模擬軟件 STEMS ，嵌段共聚物自組裝相行為設(shè)計(jì)軟件TOPS，聚合物耗散粒子動力學(xué)模擬軟件PODS，以及其他主流的科學(xué)計(jì)算軟件，諸如：VASP、LAMMPS、QE、OVITO 、Gaussian、NWChem等。

Device Studio 基于強(qiáng)大的材料設(shè)計(jì)建模和高性能科學(xué)仿真計(jì)算能力，可廣泛應(yīng)用于量子器件、人工生物、先進(jìn)電池、智能照明、存儲器等產(chǎn)業(yè)中，輔助其在電子材料、合金、生物科技等領(lǐng)域開展材料研發(fā)與設(shè)計(jì)，為光電和集成電路等產(chǎn)業(yè)提供專業(yè)的技術(shù)支撐。

本期將給大家介紹Device Studio 圖形界面介紹3.2-3.4 的內(nèi)容。

3.2.工具欄（Toolbars）

Device Studio的工具欄如下所示。將Toolbars上的所有快捷圖標(biāo)按從左到右順序，從1開始標(biāo)號一直到結(jié)束共有37個標(biāo)號。將鼠標(biāo)箭頭放在快捷圖標(biāo)上可查看與之對應(yīng)的懸浮提示。

Open Project：打開項(xiàng)目。

Save Project：保存當(dāng)前項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)。

New：新建結(jié)構(gòu)，通過點(diǎn)擊下拉按鈕選擇新建器件、晶體或分子結(jié)構(gòu)。

Import Local：導(dǎo)入結(jié)構(gòu)文件。

Undo：撤銷。

Redo：重做。

3D Viewer Selection Mode：選擇。

3D Viewer Rotation Mode：旋轉(zhuǎn)。

3D Viewer Zoom Mode：放大。

3D Viewer Translation Mode：平移。

3D Viewer zy View：重置結(jié)構(gòu)的3D視圖（z-y面），下拉選擇從不同視角查看結(jié)構(gòu)的3D視圖。

3D Viewer Fit to View：將結(jié)構(gòu)的3D視圖根據(jù)屏幕移動到合適位置。

Display Style：顯示模式的設(shè)置。

Structure Refinement Module：點(diǎn)擊進(jìn)入原子結(jié)構(gòu)精修模塊。

Add Atom：添加原子。

Add New Atom：在選中的多個原子中間位置添加原子。

Hydrogen passivation：用氫原子鈍化晶體結(jié)構(gòu)。目前，只對Si和C元素有效。

Delete Atom：刪除選中的原子。

Replace Atom：替換選中的原子。

Edit Atom With Selected：改變2個原子之間的距離或3個原子之間的夾角。

Move Atom：移動選中的原子。

Rotate Atom：旋轉(zhuǎn)選中的原子。

Mirror Atom：將選中的原子做鏡像處理。

Stretch Cell：保持分?jǐn)?shù)坐標(biāo)不變的情況下，伸展或壓縮原胞。

alternate axes：輪換結(jié)構(gòu)的晶格基矢a、b、c。

alternate coordinate：輪換結(jié)構(gòu)的x、y、z。

Wrap：根據(jù)周期性將晶格外的原子沿著單元軸平移到晶格內(nèi)。

Center：將結(jié)構(gòu)中所有原子或選中的原子作為整體在晶格單元中居中對齊。

Fit Cell：自動匹配最小單元晶格基矢。

Minimize Structure：通過分子力場計(jì)算對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

Convert to Molecule：將當(dāng)前結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為分子。

Convert to Crystal：將當(dāng)前結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為晶體。

Convert to Device：將當(dāng)前結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為器件。

Distance：測量2個原子之間的距離。

Angle：測量3個原子之間的夾角。

Dihedral angle：測量4個原子之間的二面角。

Vector between two atoms：測量2個原子之間的向量。

Recalculate LinkerBond：重新成鍵。

3.3.項(xiàng)目管理區(qū)域（Project Explorer）

項(xiàng)目管理區(qū)域如圖3.3-1所示，如該項(xiàng)目名稱為DeviceStudio,該項(xiàng)目下含有3個結(jié)構(gòu)文件，分別為Au-Alkanethiol-Au.hzw、NaCl.hzw、azulene.hzw。對于結(jié)構(gòu)文件，如Au-Alkanethiol-Au.hzw，由圖3.3-1紅色框選部分可知該區(qū)域可管理對應(yīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算的輸入文件，如自洽計(jì)算輸入文件scf.input，用戶可通過選中該輸入文件→右擊→Open with打開查看，或通過選中該輸入文件→右擊→Open Containing Folder找到該文件在電腦中存儲的位置。對于結(jié)構(gòu)文件，若已經(jīng)生成相關(guān)計(jì)算的輸入文件，則不可重新命名；反之，若未生成相關(guān)計(jì)算的輸入文件，用戶可根據(jù)需要重新命名，操作為選中該結(jié)構(gòu)文件 → 右擊 →Rename，然后重新命名即可。

圖3.3-1: 項(xiàng)目管理區(qū)域

想要在項(xiàng)目管理區(qū)域新建或打開已建的項(xiàng)目，導(dǎo)入或?qū)С鼋Y(jié)構(gòu)文件可參考File的詳細(xì)說明。

3.4.結(jié)構(gòu)3D顯示區(qū)域（3D Viewer）

結(jié)構(gòu)3D顯示區(qū)域如圖3.4-1所示，如在該區(qū)域顯示結(jié)構(gòu)Au-Alkanethiol-Au.hzw的3D視圖，則通過在項(xiàng)目管理區(qū)域選中并雙擊結(jié)構(gòu)文件即可。在該區(qū)域，用戶可通過滾動鼠標(biāo)中鍵將結(jié)構(gòu)的3D視圖放大或縮小；可先選中工具欄中的3D Viewer Translation Mode快捷圖標(biāo)或按住鼠標(biāo)中鍵，通過拖動鼠標(biāo)將結(jié)構(gòu)的3D視圖在該區(qū)域平移；可先選中工具欄中的3D Viewer Rotation Mode快捷圖標(biāo)或按住鼠標(biāo)右鍵，通過拖動鼠標(biāo)將結(jié)構(gòu)的3D視圖在該區(qū)域旋轉(zhuǎn)。

用戶可根據(jù)計(jì)算需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行增、刪、改等一系列操作，操作后的結(jié)構(gòu)的3D視圖均可在該區(qū)域?qū)崟r顯示。對于結(jié)構(gòu)的操作用戶可根據(jù)工具欄（Toolbars）中各快捷圖標(biāo)的功能描述進(jìn)行。

圖3.4-1: Au-Alkanethiol-Au的3D顯示

責(zé)任編輯：彭菁