多尺度材料设计与仿真平台Device Studio应用实例之RESCU计算 (材料的多尺度结构)

DeviceStudio（简称：DS）作为鸿之微科技（上海）股份有限公司（简称：鸿之微）研发的多尺度材料设计与*平台，可实现材料原子级建模（百万量级）、高性能科学*计算、计算任务的监控和管理、数据可视化分析的全过程，从而实现材料设计与科学*模拟一体化，极大地促进和提升科研效率，帮助科研工作者解决当今多尺度材料设计与*模拟的一系列重要问题。DeviceStudio集成了多种科学计算软件，可满足用户在各个领域的科学*计算需求。集成了第一性原理平面波计算软件DS-PAW，第一性原理量子输运计算软件Nanodcal，紧束缚模型量子输运计算软件Nanoskim，第一性原理大体系KS-DFT计算软件RESCU，量子化学计算软件BDF，分子发光与输运性质计算软件MOMAP，材料微观组织演化模拟软件STEMS，嵌段共聚物自组装相行为设计软件TOPS，聚合物耗散粒子动力学模拟软件PODS，以及其他主流的科学计算软件，诸如：VASP、LAMMPS、QE、OVITO、Gaussian、NWChem等。DeviceStudio基于强大的材料设计建模和高性能科学*计算能力，可广泛应用于量子器件、人工生物、先进电池、智能照明、存储器等产业中，辅助其在电子材料、合金、生物科技等领域开展材料研发与设计，为光电和集成电路等产业提供专业的技术支撑。本期将给大家介绍DeviceStudio应用实例8.4.5-8.4.6的内容。8.4.5.RESCU计算8.4.5.1.RESCU自洽计算在做自洽计算之前，用户可根据计算需要打开scf.input文件并查看文件中的参数设置是否合理，若不合理，则可选择直接在文件中进行编辑或重新生成，最后再进行自洽计算。选中scf.input→右击→Openwith即可查看到晶体Ni自洽计算输入文件如下所示：

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在DeviceStudio的ProjectExplorer区域选中scf.input→右击→Run，弹出Run界面如图8.4-7(图8.4-7:Run界面)所示，点击界面中的Run按钮则可进行晶体Ni的自洽计算。在计算过程中，用户可在JobManager区域观察晶体Ni自洽计算的计算状态，当计算任务处于排队中、计算中和计算完成时，Status分别为Queued、Running、Finished。计算完成后可看到DeviceStudio的ProjectExplorer区域看到日志文件resculog.out。选中resculog.out→右击→OpenContainingFolder则找到resculog.out文件在本地电脑中的存储位置，其中results文件夹则含有晶体Ni自洽计算完成后的结果文件Ni_scf.h5、Ni_scf.mat和Density.txt。

图8.4-7:Run界面8.4.5.2.RESCU能带计算能带计算需调用自洽计算结果，故需先做自洽计算，再做能带计算。本算例已经做过自洽计算，则不需要再做自洽计算，直接调用自洽计算结果做能带计算即可。选中Bandstructure.input→右击→Openwith即可查看到晶体Ni能带计算输入文件如下所示：

在DeviceStudio的ProjectExplorer区域选中Bandstructure.input→右击→Run，弹出Run界面如图8.4-7(图8.4-7:Run界面)所示，点击界面中的Run按钮则可进行晶体Ni的能带计算。计算完成后则可在results文件夹中看到晶体Ni能带计算完成后的结果文件Ni_bs.h5、Ni_bs.mat和BandStructure.txt。8.4.5.3.RESCU态密度计算态密度计算需调用自洽计算结果，故需先做自洽计算，再做态密度计算。本算例已经做过自洽计算，则不需要再做自洽计算，直接调用自洽计算结果做态密度计算即可。选中DensityOfStates.input→右击→Openwith即可查看到晶体Ni态密度计算输入文件如下所示：

在DeviceStudio的ProjectExplorer区域选中DensityOfStates.input→右击→Run，弹出Run界面，点击界面中的Run按钮则可进行晶体Ni的态密度计算。计算完成后则可在results文件夹中看到晶体Ni态密度计算完成后的结果文件Ni_dos.h5、Ni_dos.mat和DensityOfStates.txt。8.4.6.RESCU计算结果的可视化分析选中resculog.out→右击→OpenContainingFolder则找到resculog.out文件在本地电脑中的存储位置，在同一目录下找到计算结果文件夹results，该文件夹下含有晶体Ni的自洽、能带和态密度计算的结果文件。在如图8.4-2所示界面（即：DeviceStudio图形界面）中选中Simulator→RESCU→AnalysisPlot，弹出导入计算结果文件的图形界面如图8.4-8所示，在该界面中选中能带计算结果文件Bandstructure.txt，点击打开按钮即可弹出能带的可视化分析界面如图8.4-9所示。用户可根据需要调节坐标轴的取值范围，通过点击界面中的SpinType的下拉按钮选择只显示SpinUp或SpinDown，或SpinUp和SpinDown都显示。用户可通过滚动鼠标中键将可视化分析结果放大或缩小；可根据需要编辑坐标轴标注和标题，选择字体的大小和类型。选中如图8.4-9所示界面中Export快捷图标，弹出导出可视化分析结果的图形界面，用户可根据需要选择图片的保存路径和保存格式，并给所保存的图片命名。

图8.4-8:RESCU导入计算结果文件的图形界面

图8.4-9:RESCU能带的可视化分析界面在如图8.4-2所示界面（即：DeviceStudio图形界面）中选中Simulator→RESCU→AnalysisPlot，弹出导入计算结果文件的图形界面如图8.4-8所示，在该界面中选中能带计算结果文件DensityOfStates.txt，点击打开按钮即可弹出态密度的可视化分析界面如图8.4-所示。

图8.4-:RESCU态密度的可视化分析界面本文来自互联网收集整理，由家电维修技术小编精心转载，更多相关文章请到维修交流：刘清