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Device Studio （簡(jiǎn)稱：DS）作為鴻之微科技（上海）股份有限公司（簡(jiǎn)稱：鴻之微）研發(fā)的多尺度材料設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)材料原子級(jí)建模（百萬量級(jí)）、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(gè)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(dòng)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(chǔ)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(hào)一直到結(jié)束共有37個(gè)標(biāo)號(hào)。將鼠標(biāo)箭頭放在快捷圖標(biāo)上可查看與之對(duì)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(dòng)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(gè)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(duì)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(gè)原子之間的距離或3個(gè)原子之間的夾角。

Move Atom：移動(dòng)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(duì)齊。

Fit Cell：自動(dòng)匹配最小單元晶格基矢。

Minimize Structure：通過分子力場(chǎng)計(jì)算對(duì)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(cè)量2個(gè)原子之間的距離。

Angle：測(cè)量3個(gè)原子之間的夾角。

Dihedral angle：測(cè)量4個(gè)原子之間的二面角。

Vector between two atoms：測(cè)量2個(gè)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(gè)結(jié)構(gòu)文件，分別為Au-Alkanethiol-Au.hzw、NaCl.hzw、azulene.hzw。對(duì)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(duì)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(chǔ)的位置。對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(shí)顯示。對(duì)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