Device Studio（簡(jiǎn)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(chǔ)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MOMAP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VASP應(yīng)用實(shí)例上半部分的內(nèi)容。

VASP （Vienna Ab-inito Simulation Package）是維也納大學(xué)Hafner小組開發(fā)的進(jìn)行電子結(jié)構(gòu)計(jì)算和量子力學(xué)-分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件包。它是目前材料模擬和計(jì)算物質(zhì)科學(xué)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(shì)（NCPP）、超軟贗勢(shì)（USPP）或投影擴(kuò)充波（PAW）方法描述。VASP 軟件作為目前國(guó)內(nèi)國(guó)際上權(quán)威的第一性原理計(jì)算軟件，可以研究多種體系，包括金屬及其氧化物、半導(dǎo)體、晶體、摻雜體系、納米材料、分子、團(tuán)簇、表面體系和界面體系等。 VASP不僅能夠計(jì)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(jìn)行精確的預(yù)測(cè)，深度剖析材料的各種理化性質(zhì)。VASP 軟件功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定，具有非常高效的計(jì)算效率，可以使用較小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的高效率并行計(jì)算，是目前做固體材料第一性原理計(jì)算效率很高的商用軟件之一。VASP軟件官網(wǎng):詳見(jiàn)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(xué)計(jì)算軟件 VASP 的計(jì)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?jì)算所需的結(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(jì)算模塊，根據(jù)計(jì)算需要，在簡(jiǎn)潔友好的界面中設(shè)置參數(shù)生成計(jì)算所需的輸入文件，之后連接裝有VASP的遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任務(wù)的計(jì)算狀態(tài)，計(jì)算完成后可對(duì)VASP的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化分析。 目前用戶可通過(guò)Device Studio生成 VASP 以下計(jì)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(shì)函數(shù)LOCPOT等計(jì)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(jì)算為例來(lái)詳細(xì)描述 VASP 在Device Studio中的應(yīng)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(qǐng)用戶自行負(fù)責(zé)。

8.8.1.VASP計(jì)算流程

VASP在Device Studio中的計(jì)算流程如圖8.8-1所示。

圖8.8-1: VASP計(jì)算流程

8.8.2.VASP創(chuàng)建項(xiàng)目

雙擊Device Studio圖標(biāo)快捷方式，登錄并啟動(dòng)Device Studio，在創(chuàng)建或打開項(xiàng)目界面中(圖5.1-1: 啟動(dòng)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(gè)新的項(xiàng)目（Create a new Project）或打開一個(gè)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(gè)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VASP，或采用軟件默認(rèn)項(xiàng)目名。

8.8.3.VASP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(diǎn)擊打開按鈕則導(dǎo)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(dǎo)入結(jié)構(gòu)的其他方法這里不做詳細(xì)說(shuō)明，用戶可參照導(dǎo)入結(jié)構(gòu)節(jié)內(nèi)容。

圖8.8-2: MOMAP導(dǎo)入結(jié)構(gòu)文件的界面

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

審核編輯：湯梓紅