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8.1-8.1.3的內容。

8.應用實例

8.1.Nanodcal實例

Nanodcal 是一款基于非平衡格林函數-密度泛函理論（NEGF-DFT）的第一性原理計算軟件，主要用于模擬器件材料中的非線性、非平衡的量子輸運過程，是目前國內唯一一款擁有自主知識產權的基于第一性原理的輸運軟件。可預測材料的電流-電壓特性、電子透射幾率等眾多輸運性質。

迄今為止，Nanodcal 已成功應用于1維、2維、3維材料物性、分子電子器件、自旋電子器件、光電流器件、半導體電子器件設計等重要研究課題中，并將逐步推廣到更廣闊的電子輸運性質研究的領域。

以Benzene分子的自洽、本征態計算為例詳細描述 Nanodcal 在Device Studio中的應用。包含創建項目，從建模到計算，到數據的可視化分析整個流程。實際上，Nanodcal的功能不僅于此，詳情可參照Nanodcal應用教程或點擊對應的紫色或藍色字體軟件名稱。Device Studio可以生成 Nanodcal 很多功能計算的輸入文件，用戶可根據計算需要選擇生成。

8.1.1.Nanodcal計算流程

8.1.1.1.Nanodcal自洽計算流程

Nanodcal自洽計算在Device Studio中的流程如圖8.1-1所示。

圖8.1-1: Nanodcal自洽計算流程

8.1.1.2.Nanodcal本征態計算流程

Nanodcal本征態計算在Device Studio中的流程如圖8.1-2所示。

圖8.1-2: Nanodcal本征態計算流程

8.1.2.Nanodcal創建項目

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

8.1.3.Nanodcal搭建或導入結構

對于想要搭建的結構，用戶可先在Device Studio本地數據庫或在線數據庫搜索結構是否存在。若存在，找到結構直接導入；若不存在，可將庫中的相關結構先導入，在此基礎上方便快捷的搭建，也可直接自行搭建。如Benzene分子，該結構在Device Studio本地庫中存在，則可在本地庫中找到該結構直接導入即可，導入Benzene分子結構后的圖形界面如圖8.1-3所示。在Device Studio中導入Benzene分子結構操作這里不做詳細說明，用戶可參照導入結構節內容。

圖8.1-3: 導入Benzene分子結構后的圖形界面