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 應(yīng)用實(shí)例8.1.5-8.1.6.2的內(nèi)容。

8.1.5.Nanodcal連接服務(wù)器

生成輸入文件之后需要計(jì)算，計(jì)算之前需連接裝有Nanodcal的服務(wù)器。如連接裝有Nanodcal的內(nèi)蒙A區(qū)超算服務(wù)器，則可在如圖8.1-6所示界面中點(diǎn)擊設(shè)置按鈕，彈出MachineOptions界面，在MachineOptions界面中點(diǎn)擊內(nèi)蒙A區(qū)，點(diǎn)擊Select則連接好裝有Nanodcal的內(nèi)蒙A區(qū)超算服務(wù)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(diǎn)擊Select即可。

若用戶想要添加新的裝有Nanodcal的服務(wù)器，在如圖8.1-7所示界面中點(diǎn)擊設(shè)置按鈕，彈出MachineOptions界面，在該界面中點(diǎn)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(diǎn)擊OK按鈕則在MachineOptions界面中添加了裝有Nanodcal的服務(wù)器。

圖8.1-6: 連接服務(wù)器操作界面

圖8.1-7: 添加并連接新的超算服務(wù)器操作界面

8.1.6.Nanodcal計(jì)算

8.1.6.1.Nanodcal自洽計(jì)算

在做自洽計(jì)算之前需查看計(jì)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(jù)計(jì)算需要打開scf.input文件并查看文件中的參數(shù)設(shè)置是否合理，若不合理，則可選擇直接在文件中進(jìn)行編輯或重新生成，最后再進(jìn)行自洽計(jì)算。具體步驟如下：

（1）連接裝有Nanodcal的服務(wù)器。

（2）檢查自洽計(jì)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(jì)算輸入文件如下所示：

圖8.1-8: Run界面

（3）在Device Studio的Project Explorer區(qū)域選中scf.input→ 右擊 →Run，彈出Run界面如圖8.1-8所示。根據(jù)計(jì)算需要設(shè)置參數(shù)后點(diǎn)擊Save按鈕保存相應(yīng)的腳本，之后點(diǎn)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(jì)算。用戶可在Job Manager區(qū)域中觀察自洽計(jì)算狀態(tài)，當(dāng)自洽計(jì)算任務(wù)處于排隊(duì)中、計(jì)算中和計(jì)算完成時(shí)，Status分別為Queued、Running、Finished；在計(jì)算過程中，用戶可根據(jù)需要點(diǎn)擊刷新按鈕，通過Commit Status、Status可查看到自洽計(jì)算的計(jì)算進(jìn)度和計(jì)算狀態(tài)；計(jì)算完成后Device Studio的Job Manager區(qū)域如圖8.1-9所示，點(diǎn)擊Action下的下載按鈕彈出下載Benzene分子自洽計(jì)算結(jié)果界面如圖8.1-10所示，在該界面找到自洽計(jì)算的結(jié)果文件NanodcalObject.mat，點(diǎn)擊下載按鈕則可下載，下載后可在軟件的Project Explorer區(qū)域查看到該結(jié)果文件。

圖8.1-9: Benzene分子自洽計(jì)算完成的Device Studio的Job Manager區(qū)域

圖8.1-10: 下載Benzene分子自洽計(jì)算結(jié)果界面

8.1.6.2.Nanodcal本征態(tài)計(jì)算

本征態(tài)計(jì)算需調(diào)用自洽計(jì)算結(jié)果，故需先做自洽計(jì)算，再做本征態(tài)計(jì)算。本算例已經(jīng)做過自洽計(jì)算，則不需要再做自洽計(jì)算，直接調(diào)用自洽計(jì)算結(jié)果做本征態(tài)計(jì)算即可。Benzene分子的本征態(tài)計(jì)算的具體步驟如下：

（1）連接裝有Nanodcal的服務(wù)器。

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

（3）在Device Studio的Project Explorer區(qū)域選中EigenStates.input→ 右擊 →Run，彈出Run界面如圖8.1-8所示。根據(jù)計(jì)算需要設(shè)置參數(shù)后點(diǎn)擊Save按鈕保存相應(yīng)的腳本，點(diǎn)擊界面中的Run按鈕則可做Benzene分子的本征態(tài)計(jì)算，計(jì)算完成后下載本征態(tài)計(jì)算結(jié)果文件EigenStates.dsf。

責(zé)任編輯：彭菁