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）研發的多尺度材料設計與仿真平臺，可實現材料原子級建模（百萬量級）、高性能科學仿真計算、計算任務的監控和管理、數據可視化分析的全過程，從而實現材料設計與科學仿真模擬一體化，極大地促進和提升科研效率，幫助科研工作者解決當今多尺度材料設計與仿真模擬的一系列重要問題。

Device Studio 集成了多種科學計算軟件，可滿足用戶在各個領域的科學仿真計算需求。集成了第一性原理平面波計算軟件 DS-PAW，第一性原理量子輸運計算軟件 Nanodcal，緊束縛模型量子輸運計算軟件 Nanoskim，第一性原理大體系KS-DFT計算軟件 RESCU，量子化學計算軟件 BDF，分子發光與輸運性質計算軟件 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計軟件TOPS，聚合物耗散粒子動力學模擬軟件PODS，以及其他主流的科學計算軟件，諸如：VASP、LAMMPS、QE、OVITO 、Gaussian、NWChem等。

Device Studio 基于強大的材料設計建模和高性能科學仿真計算能力，可廣泛應用于量子器件、人工生物、先進電池、智能照明、存儲器等產業中，輔助其在電子材料、合金、生物科技等領域開展材料研發與設計，為光電和集成電路等產業提供專業的技術支撐。

本期將給大家介紹Device Studio 應用實例8.1.5-8.1.6.2的內容。

8.1.5.Nanodcal連接服務器

生成輸入文件之后需要計算，計算之前需連接裝有Nanodcal的服務器。如連接裝有Nanodcal的內蒙A區超算服務器，則可在如圖8.1-6所示界面中點擊設置按鈕，彈出MachineOptions界面，在MachineOptions界面中點擊內蒙A區，點擊Select則連接好裝有Nanodcal的內蒙A區超算服務器。同理，若要連接裝有Nanodcal的本地電腦，則在圖8.1-6中所示的MachineOptions界面上選中MyComputer，點擊Select即可。

若用戶想要添加新的裝有Nanodcal的服務器，在如圖8.1-7所示界面中點擊設置按鈕，彈出MachineOptions界面，在該界面中點擊New按鈕，彈出MachineSet界面，在該界面中填寫Computer Name、HostIp、Port、Username、Password等一系列信息，點擊OK按鈕則在MachineOptions界面中添加了裝有Nanodcal的服務器。

圖8.1-6: 連接服務器操作界面

圖8.1-7: 添加并連接新的超算服務器操作界面

8.1.6.Nanodcal計算

8.1.6.1.Nanodcal自洽計算

在做自洽計算之前需查看計算所需的輸入文件（scf.input）和基組文件（C_PBE-DZP.nad和H_PBE-DZP.nad）是否齊全，再根據計算需要打開scf.input文件并查看文件中的參數設置是否合理，若不合理，則可選擇直接在文件中進行編輯或重新生成，最后再進行自洽計算。具體步驟如下：

（1）連接裝有Nanodcal的服務器。

（2）檢查自洽計算所需的輸入文件（scf.input）和基組文件（C_PBE-DZP.nad和H_PBE-DZP.nad）是否齊全。選中scf.input→ 右擊 →Open with即可查看到Benzene分子自洽計算輸入文件如下所示：

圖8.1-8: Run界面

（3）在Device Studio的Project Explorer區域選中scf.input→ 右擊 →Run，彈出Run界面如圖8.1-8所示。根據計算需要設置參數后點擊Save按鈕保存相應的腳本，之后點擊如圖8.1-8所示界面中的Run按鈕則可做Benzene分子的自洽計算。用戶可在Job Manager區域中觀察自洽計算狀態，當自洽計算任務處于排隊中、計算中和計算完成時，Status分別為Queued、Running、Finished；在計算過程中，用戶可根據需要點擊刷新按鈕，通過Commit Status、Status可查看到自洽計算的計算進度和計算狀態；計算完成后Device Studio的Job Manager區域如圖8.1-9所示，點擊Action下的下載按鈕彈出下載Benzene分子自洽計算結果界面如圖8.1-10所示，在該界面找到自洽計算的結果文件NanodcalObject.mat，點擊下載按鈕則可下載，下載后可在軟件的Project Explorer區域查看到該結果文件。

圖8.1-9: Benzene分子自洽計算完成的Device Studio的Job Manager區域

圖8.1-10: 下載Benzene分子自洽計算結果界面

8.1.6.2.Nanodcal本征態計算

本征態計算需調用自洽計算結果，故需先做自洽計算，再做本征態計算。本算例已經做過自洽計算，則不需要再做自洽計算，直接調用自洽計算結果做本征態計算即可。Benzene分子的本征態計算的具體步驟如下：

（1）連接裝有Nanodcal的服務器。

（2）選中EigenStates.input→ 右擊 →Open with即可查看到Benzene分子本征態計算輸入文件如下所示：

（3）在Device Studio的Project Explorer區域選中EigenStates.input→ 右擊 →Run，彈出Run界面如圖8.1-8所示。根據計算需要設置參數后點擊Save按鈕保存相應的腳本，點擊界面中的Run按鈕則可做Benzene分子的本征態計算，計算完成后下載本征態計算結果文件EigenStates.dsf。

責任編輯：彭菁