Device Studio（簡稱：DS）作為鴻之微的材料設(shè)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。

本期將介紹Device Studio應(yīng)用實例之RESCU應(yīng)用實例的內(nèi)容。

8.4.RESCU實例

RESCU 是一款僅僅用小型計算機就能研究超大體系的KS-DFT計算軟件。RESCU 是Real Space Electronic Structure CalcUlator（實空間電子結(jié)構(gòu)計算程序）的縮寫，它的核心是一種全新、極其強大、并行效率超高的KS-DFT自洽計算方法。

RESCU 可以使用各類計算機資源，從筆記本電腦、桌面單機、到16核、64核、256核、到更大的超算、包括用GPU加速等等，來計算包含一千、數(shù)千、上萬、乃至更大體系的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。RESCU是解決超大體系KS-DFT問題的新方法，正在被應(yīng)用于金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、液體、DNA、1維、2維、3維、表面、分子、磁性、非磁性、雜質(zhì)、固體等不同系統(tǒng)的KS-DFT計算。

這里以晶體Ni的自洽、能帶、態(tài)密度計算為例詳細描述 RESCU 軟件在Device Studio中的應(yīng)用。包含創(chuàng)建項目，從建模到計算，到數(shù)據(jù)的可視化分析整個流程。實際上，RESCU的功能不僅于此，詳情可參照RESCU應(yīng)用教程或點擊對應(yīng)的紫色或藍色字體軟件名稱。Device Studio可以生成 RESCU 很多功能計算的輸入文件，用戶可根據(jù)計算需要選擇生成。

備注

RESCU已更新最新版本RESCU2020A，強烈建議用戶使用該版本進行計算。

8.4.1.RESCU計算流程

RESCU在Device Studio中的計算流程如圖8.4-1所示。

圖8.4-1: RESCU計算流程

8.4.2.RESCU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RESCU，或采用軟件默認項目名。

8.4.3.RESCU導(dǎo)入結(jié)構(gòu)

在Device Studio中導(dǎo)入晶體Ni后的界面如圖8.4-2。在Device Studio中導(dǎo)入晶體Ni的具體操作這里不做詳細說明，用戶可參照導(dǎo)入結(jié)構(gòu)節(jié)內(nèi)容。

圖8.4-2: 導(dǎo)入晶體Ni后的Device Studio圖形界面

8.4.4.RESCU輸入文件的生成

8.4.4.1.RESCU生成自洽計算輸入文件

在如圖8.4-2所示界面中選中Simulator→RESCU→SCF Calculation，彈出界面如圖8.4-3（a）所示，用戶可根據(jù)所計算的結(jié)構(gòu)及計算需要分別選中Basic settings、Iteration control、Basis set、Spin type這四個按鈕合理設(shè)置參數(shù)，之后點擊Generate files即可生成自洽計算輸入文件。

如生成晶體Ni自洽計算輸入文件，根據(jù)計算需要設(shè)置參數(shù)，分別選中Basic settings、Iteration control、Basis set、Spin type設(shè)置參數(shù)分別如圖8.4-3（a）、8.4-3（b）、8.4-3（c）和8.4-3（d）所示，設(shè)置好參數(shù)后點擊Generate files即可生成晶體Ni自洽計算輸入文件scf.input及原子坐標文件Atom.xyz。

8.4.4.2.RESCU生成能帶計算輸入文件

在如圖8.4-2所示界面（即：Device Studio圖形界面）中選中Simulator→RESCU→Analysis，彈出Analysis界面，在界面中雙擊BandStructure，點擊path按鈕彈出Brillouin Zone Path參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置高對稱點為W-L-G-X-W-K，并點擊Apply如圖8.4-4所示。能帶計算的參數(shù)設(shè)置如圖8.4-5所示，設(shè)置好參數(shù)后點擊Generate files即可生成晶體Ni能帶計算輸入文件BandStructure.input。

圖8.4-4: Brillouin Zone Path參數(shù)設(shè)置界面

圖8.4-5: 晶體Ni能帶計算參數(shù)設(shè)置界面

8.4.4.3.RESCU生成態(tài)密度計算輸入文件

在如圖8.4-2所示界面（即：Device Studio圖形界面）中選中Simulator→RESCU→Analysis，彈出Analysis界面，在界面中雙擊DensityOfStates，并設(shè)置參數(shù)如圖8.4-6所示，設(shè)置好參數(shù)后點擊Generate files即可生成晶體Ni態(tài)密度計算輸入文件DensityOfStates.input。

圖8.4-6: 晶體Ni態(tài)密度計算參數(shù)設(shè)置界面

編輯：黃飛