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

上一期的教程給大家介紹了Device Studio應用實例之MOMAP應用實例下半部分的內(nèi)容，本期將介紹Device Studio應用實例之VASP應用實例上半部分的內(nèi)容。

VASP （Vienna Ab-inito Simulation Package）是維也納大學Hafner小組開發(fā)的進行電子結(jié)構(gòu)計算和量子力學-分子動力學模擬軟件包。它是目前材料模擬和計算物質(zhì)科學研究中十分流行的商用軟件之一。VASP 使用平面波基組，電子與離子間的相互作用使用模守恒贗勢（NCPP）、超軟贗勢（USPP）或投影擴充波（PAW）方法描述。VASP 軟件作為目前國內(nèi)國際上權(quán)威的第一性原理計算軟件，可以研究多種體系，包括金屬及其氧化物、半導體、晶體、摻雜體系、納米材料、分子、團簇、表面體系和界面體系等。 VASP不僅能夠計算得到各種體系的平衡結(jié)構(gòu)和能量，而且還能夠?qū)Σ牧系碾娮有再|(zhì)進行精確的預測，深度剖析材料的各種理化性質(zhì)。VASP 軟件功能強大，性能穩(wěn)定，具有非常高效的計算效率，可以使用較小的內(nèi)存實現(xiàn)大規(guī)模的高效率并行計算，是目前做固體材料第一性原理計算效率很高的商用軟件之一。VASP軟件官網(wǎng):詳見https://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/vasp.html 鴻之微科技（上海）股份有限公司在Device Studio 2020B中開發(fā)了適用于第一性原理科學計算軟件 VASP 的計算模塊。使用Device Studio，用戶可在其圖形界面中方便快捷的搭建或?qū)胗嬎闼璧慕Y(jié)構(gòu)，并可在結(jié)構(gòu)3D顯示區(qū)域查看其結(jié)構(gòu)的3D視圖。搭建好結(jié)構(gòu)后用戶可在 VASP 計算模塊，根據(jù)計算需要，在簡潔友好的界面中設置參數(shù)生成計算所需的輸入文件，之后連接裝有VASP的遠程服務器進行相關(guān)計算，在計算過程中可實時監(jiān)測任務的計算狀態(tài)，計算完成后可對VASP的計算結(jié)果進行可視化分析。 目前用戶可通過Device Studio生成 VASP 以下計算輸入文件的生成：自洽、能帶、態(tài)密度、AIMD、NEB、結(jié)構(gòu)弛豫；支持 VASP 的能帶、投影能帶、態(tài)密度、投影態(tài)密度、電荷密度CHGCAR、勢函數(shù)LOCPOT等計算結(jié)果的可視化分析。以GaSe晶體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)弛豫計算為例來詳細描述 VASP 在Device Studio中的應用。

備注

Device Studio僅提供VASP軟件使用接口，VASP軟件自身相關(guān)版權(quán)請用戶自行負責。

8.8.1.VASP計算流程

VASP在Device Studio中的計算流程如圖8.8-1所示。

圖8.8-1: VASP計算流程

8.8.2.VASP創(chuàng)建項目

雙擊Device Studio圖標快捷方式，登錄并啟動Device Studio，在創(chuàng)建或打開項目界面中(圖5.1-1: 啟動軟件后選擇創(chuàng)建或打開項目的圖形界面)，根據(jù)界面提示選擇創(chuàng)建一個新的項目（Create a new Project）或打開一個已經(jīng)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(chuàng)建一個新的項目，用戶可根據(jù)需要給該項目命名，如本項目命名為VASP，或采用軟件默認項目名。

8.8.3.VASP導入結(jié)構(gòu)

在Device Studio的圖形界面中點擊File→Import→Import Local，則彈出導入VASP結(jié)構(gòu)文件的界面如圖8.8-2所示，根據(jù)界面提示找到GaSe.hzw結(jié)構(gòu)文件的位置，選中GaSe.hzw結(jié)構(gòu)文件，點擊打開按鈕則導入GaSe.hzw結(jié)構(gòu)后的Device Studio界面如圖8.8-3所示。在Device Studio中導入結(jié)構(gòu)的其他方法這里不做詳細說明，用戶可參照導入結(jié)構(gòu)節(jié)內(nèi)容。

圖8.8-2: MOMAP導入結(jié)構(gòu)文件的界面

圖8.8-3: 導入GaSe.hzw結(jié)構(gòu)后的Device Studio界面

審核編輯：湯梓紅