Device Studio（簡稱：DS）作為鴻之微的材料設(shè)計(jì)與仿真軟件，能夠進(jìn)行電子器件的結(jié)構(gòu)搭建與仿真；能夠進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)和納米器件的建模；能夠生成科研計(jì)算軟件 Nanodcal、Nanoskim、MOMAP、RESCU、DS-PAW、BDF、STEMS、TOPS、PODS、VASP、LAMMPS、QUANTUM ESPRESSO、Gaussian的輸入文件并進(jìn)行存儲和管理；可以根據(jù)用戶需求，將輸入文件傳遞給遠(yuǎn)程或本地的計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，并控制計(jì)算流程；可以將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化顯示和分析。

上一期的教程給大家介紹了Device Studio應(yīng)用實(shí)例之TOPS應(yīng)用實(shí)例下半部分的內(nèi)容，本期將介紹Device Studio應(yīng)用實(shí)例之DS-PAW應(yīng)用實(shí)例上半部分的內(nèi)容。

8.10.DS-PAW實(shí)例

DS-PAW 是Device Studio平臺下的一款第一性原理平面波計(jì)算軟件，使用平面波作為基函數(shù)組，贗勢是使用投影綴加平面波方法構(gòu)造的。DS-PAW功能強(qiáng)大，能夠應(yīng)用于不同場景，例如金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、表面、磁性、非磁性、鋰電等；能夠精確預(yù)測材料的電子分布；能夠進(jìn)行原子幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化；能夠廣泛的應(yīng)用于材料科學(xué)領(lǐng)域。DS-PAW 性能穩(wěn)定，在Intel芯片及國產(chǎn)海光芯片下經(jīng)過百萬案例的內(nèi)部測試，包括各項(xiàng)功能及并行效率。

如圖8.10-1所示，DS-PAW2021B版本已實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)弛豫、電子結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、磁性計(jì)算、過渡態(tài)、雜化泛函、范德瓦爾斯修正、光學(xué)性質(zhì)、自旋軌道耦合、聲子計(jì)算、強(qiáng)關(guān)聯(lián)計(jì)算、第一性原理分子動力學(xué)等共計(jì)28個計(jì)算功能，更多的功能仍在持續(xù)增加中。

以Si晶體結(jié)構(gòu)雜化泛函能帶計(jì)算為例來詳細(xì)描述 DS-PAW 在Device Studio中的應(yīng)用。

圖8.10-1: DS-PAW軟件功能圖

8.10.1.DS-PAW計(jì)算流程

DS-PAW在Device Studio中的計(jì)算流程如圖8.10-2所示。

圖8.10-2: DS-PAW計(jì)算流程

8.10.2.DS-PAW創(chuàng)建項(xiàng)目

雙擊Device Studio圖標(biāo)快捷方式，登錄并啟動Device Studio，在創(chuàng)建或打開項(xiàng)目界面中(圖5.1-1: 啟動軟件后選擇創(chuàng)建或打開項(xiàng)目的圖形界面)，根據(jù)界面提示選擇創(chuàng)建一個新的項(xiàng)目（Create a new Project）或打開一個已經(jīng)存在的項(xiàng)目（Open an existing Project）的按鈕，選中之后點(diǎn)擊界面中的OK按鈕即可。若選擇創(chuàng)建一個新的項(xiàng)目，用戶可根據(jù)需要給該項(xiàng)目命名，如本項(xiàng)目命名為DS-PAW，或采用軟件默認(rèn)項(xiàng)目名。

8.10.3.DS-PAW導(dǎo)入結(jié)構(gòu)

在Device Studio的圖形界面中點(diǎn)擊File→Import→Import Local， 則彈出導(dǎo)入DS-PAW結(jié)構(gòu)文件的界面，根據(jù)界面提示找到Si.hzw結(jié)構(gòu)文件的位置，選中Si.hzw結(jié)構(gòu) 文件，點(diǎn)擊打開按鈕則導(dǎo)入Si.hzw結(jié)構(gòu)后的Device Studio界面如圖8.10-3所示。在Device Studio中導(dǎo)入結(jié)構(gòu)的其他方法這里不做詳細(xì)說明，用戶可參照導(dǎo)入結(jié)構(gòu)節(jié)內(nèi)容。

圖8.10-3: 導(dǎo)入Si.hzw結(jié)構(gòu)后的Device Studio圖形界面