.. _简介:

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简介
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Device_ Studio_ （简称：DS）作为 鸿之微_ 的材料设计与仿真软件，能够进行电子器件的结构搭建与仿真；能够进行晶体结构和纳米器件的建模；能够生成科研计算软件 Nanodcal_ 、RESCU_ 、MOMAP_ 、STEMS_ 、TOPS、ONCV、VASP、Lammps、Gaussian的输入文件并进行存储和管理；可以根据用户需求，将输入文件传递给远程或本地的计算机进行计算，并控制计算流程；可以将计算结果进行可视化显示和分析。

Device_ Studio_  （简称：DS）可以运行于Windows和Linux（SUSE、CentOS7）系统，在 鸿之微_ Nanodcal_ 一体机、RESCU_ 一体机、MOMAP_ 一体机、GPU一体机上可以完成整个计算流程。在Windows环境下可以通过Job Manager调用远程服务器完成整个计算流程。


.. _鸿之微: http://hzwtech.com/index.html
.. _Device: http://hzwtech.com/software-prosubsub/47.html
.. _Studio: http://hzwtech.com/software-prosubsub/47.html
.. _Nanodcal: http://hzwtech.com/software-prosubsub/38.html
.. _RESCU: http://hzwtech.com/software-prosubsub/42.html
.. _MOMAP: http://hzwtech.com/software-prosubsub/40.html
.. _STEMS: http://hzwtech.com/software-prosubsub/44.html
.. _Nanoskif: http://hzwtech.com/software-prosubsub/43.html
.. _Nanoskim: http://hzwtech.com/software-prosubsub/157.html



.. _图形界面介绍:

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图形界面介绍
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Device Studio图形界面如图2-1所示。

.. figure:: images/7_DeviceStudio_gui.gif
   :align: center

   图 2-1： Device Studio图形界面



.. _Menu:
 
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Menu（菜单栏）
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Device Studio的菜单栏图形界面如下所示。

.. figure:: images/8_Menu.gif



.. _File:

File
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单击 :guilabel:`File` ，界面如下所示。

.. figure:: images/9_File.jpg

- :guilabel:`New Project` ：弹出新建项目界面，用户可使用该对话框创建新的项目，项目文件的后缀名为 ``.hpf`` 。用户可根据需要对该项目命名，如 ``DeviceStudio.hpf`` ；或采用默认命名，如 ``Untitled.hpf`` 。命名之后单击“保存”按钮即可新建，反之，若不想新建项目，单击“取消”按钮即可。

- :guilabel:`Open Project` ：弹出打开项目界面，用户可使用该对话框打开已建的项目，如 ``DeviceStudio.hpf`` 项目，找到该项目文件并选中，单击“打开”按钮即可打开，反之，若不想打开项目，单击“取消”按钮即可。

- :guilabel:`Save Project` ：保存当前项目。

- :guilabel:`New` ：用户可根据需要选择搭建器件、晶体或分子结构。

- :guilabel:`Import` ：弹出导入文件界面，用户可选择从本地或在线数据库导入器件、晶体或分子结构。

- :guilabel:`Export` ：弹出导出当前结构文件界面，用户可根据需要对该结构文件命名，或采用默认命名，并选择存储位置。

- :guilabel:`Options` ：弹出选项界面，用户可根据需要选择各软件的赝势基组文件，设置结构文件三维（简称：3D）显示的精度和背景，各软件在本地或远程服务器的运行命令。

- :guilabel:`Exit` ：关闭软件Device Studio。



.. _Edit:

Edit
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单击 :guilabel:`Edit` ，界面如下所示。

.. figure:: images/10_Edit.png

- :guilabel:`Undo` ：撤销。

- :guilabel:`Redo` ：重做。

- :guilabel:`Copy` ：复制。

- :guilabel:`Paste` ：粘贴。

- :guilabel:`Delete Atom`：删除选中的原子。

- :guilabel:`Atom Selection`：选择部分原子中的特定元素的原子，特定元素的原子用户可根据需要进行选择。如：先框选一部分原子，再选择该部分原子中的所有的C原子。



.. _View:

View
==========

单击 :guilabel:`View` ，界面如下所示。

.. figure:: images/11_View.png

- :guilabel:`Toolbars` ：用户可根据需要选择是否在工具栏显示Project、Standard、3D View三个模块。若显示，则勾选对应的模块即可；反之，不勾选即可。

- :guilabel:`Explorers` ：用户可根据需要选择是否在软件上显示Project Explorer、Properties Explorer和Job Manager三个模块。若显示，则勾选对应的模块即可；反之，不勾选即可。

- :guilabel:`Status Bars` ：勾选则选择在软件上显示该模块，不勾选则不显示。

- :guilabel:`Display Style` ：弹出DisplayStyle设置界面。对于原子，用户可根据需要选择不显示，以线状显示，或以球棒状显示。对于晶格基矢，用户可选择不显示，以实线显示，或以虚线显示。若实线显示，可根据需要设置线条的粗细。

- :guilabel:`generate GIF` ：弹出generategif界面，用户可根据需要将已有的一系列图片选中并导入，生成 后缀名为 ``.gif`` 的动态图，生成后将该动态图导出即可。



.. _Build:

Build
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单击 :guilabel:`Build` ，界面如下所示。

.. figure:: images/12_Build.png

- :guilabel:`Device` ：搭建器件结构。器件类型有L-R structure、L-C-R structure、B-T structure等，用户可根据需要选择构建。

- :guilabel:`Convert to Device` ：在分子或晶体结构的基础上搭建器件结构。

- :guilabel:`Benting of Device` ：将两端口器件结构进行弯曲操作。

- :guilabel:`Crystal` ：搭建晶体结构。

- :guilabel:`Redefine Crystal` ：在晶体结构的基础上进行扩胞。

- :guilabel:`Surface/Slab` ：选择在某一平面将晶胞进行切割。

- :guilabel:`Symmetry` ：对晶体结构进行空间群识别。

- :guilabel:`StandardizeCell` ：超胞识别原胞。

- :guilabel:`Molecule` ：搭建分子结构。

- :guilabel:`Decomposition` ：拆分分子结构。

- :guilabel:`Gr_Nanoribbon` ：搭建纳米带结构。

- :guilabel:`Gr_Nanotube` ：搭建纳米管结构。

- :guilabel:`Grain Boundary` ：在方胞基础上搭建晶界结构。

- :guilabel:`Nanotube` ：在晶体结构基础上搭建纳米管。

- :guilabel:`Nanowire` ：在晶体结构基础上搭建纳米线。

- :guilabel:`Disordered Graphene-like` ：搭建类石墨烯无序结构。

- :guilabel:`Disordered Zinc-blende-like` ：搭建类闪锌矿无序结构。

- :guilabel:`Icosahedron` ：搭建正二十面体结构。

- :guilabel:`Cubooctahedron` ：搭建正立方八面体结构。

- :guilabel:`WulffCluster` ：在方胞基础上搭建WulffCluster结构。

- :guilabel:`Bond Options` ：成键设置。

- :guilabel:`Convert Files` ：结构文件的互转。



.. _Simulator:

Simulator
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单击 :guilabel:`Simulator` ，界面如下所示。用户可根据需要选择对应的模块进行对应软件的输入文件的生成、计算及数据可视化的操作。

.. figure:: images/13_Simulator.png

- :guilabel:`Nanodcal` ：量子输运计算软件Nanodcal模块。

- :guilabel:`VASP` ：VASP模块。

- :guilabel:`RESCU` ：大体系KS-DFT计算软件RESCU模块。

- :guilabel:`PWmat` ：PWmat模块。

- :guilabel:`STEMS` ：材料微观组织演化模拟软件STEMS模块。

- :guilabel:`Tops` ：嵌段共聚物自组装相行为设计软件TOPS模块。

- :guilabel:`ONCV` ：赝势参数优化软件ONCV。

- :guilabel:`Lammps` ：大规模原子分子并行模拟器LAMMPS模块.

- :guilabel:`Gaussian` ：Gaussian模块。

- :guilabel:`NWChem` ：NWChem模块。

- :guilabel:`MOMAPView` ：新型OLED材料设计软件MOMAP模块。


.. _Window:

Window
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单击 :guilabel:`Window` ，界面如下所示。

.. figure:: images/14_Window.png

- :guilabel:`Title Horizontally` ：将所有结构文件的3D Viewer窗口水平排列。

- :guilabel:`Title Vertically` ：将所有结构文件的3D Viewer窗口竖直排列。

- :guilabel:`Cascade` ：将所有结构文件的3D Viewer窗口层叠排列。

- :guilabel:`Arrange Icons` ：将所有结构文件的3D Viewer窗口最小化。

- :guilabel:`Close All` ：关闭所有结构文件的3D Viewer窗口。

- :guilabel:`Next` ：选中下一个结构文件的3D Viewer窗口。

- :guilabel:`Previous` ：选中上一个结构文件的3D Viewer窗口。



.. _Help:

Help
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单击 :guilabel:`Help` ，界面如下所示。

.. figure:: images/15_Help.png

- :guilabel:`Help Topics` ：连接Device Studio使用教程。

- :guilabel:`Tutorials` ：连接Device Studio教学视频。

- :guilabel:`Device Studio Homepage` ：连接鸿之微科技（上海）股份有限公司主页。

- :guilabel:`About Device Studio` ：弹出About Device Studio窗口，了解Device Studio版本号、发行公司、License的使用期限等。


.. _Toolbars:

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Toolbars（工具栏）
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Device Studio的工具栏如下所示。将Toolbars上的所有快捷图标按从左到右顺序，从1开始标号一直到结束共有36个标号。将鼠标箭头放在快捷图标上可查看与之对应的悬浮提示。

.. figure:: images/16_Toolbars.png

#. **Open Project**：打开项目。
#. **Save Project**：保存当前项目和结构。
#. **New**：新建结构，通过点击下拉按钮选择新建器件、晶体或分子结构。
#. **Import Local**：导入结构文件。
#. **Undo**：撤销。
#. **Redo**：重做。
#. **3D Viewer Selection Mode**：选择。
#. **3D Viewer Rotation Mode**：旋转。
#. **3D Viewer Zoom Mode**：放大。
#. **3D Viewer Translation Mode**：平移。
#. **3D Viewer zy View**：重置结构的3D视图（z-y面），下拉选择从不同视角查看结构的3D视图。
#. **3D Viewer Fit to View**：将结构的3D视图根据屏幕移动到合适位置。
#. **Display Style**：显示模式的设置。
#. **Add Atom**：添加原子。
#. **Add New Atom**：在选中的多个原子中间位置添加原子。
#. **Hydrogen passivation**：用氢原子钝化晶体结构。目前，只对Si和C元素有效。
#. **Delete Atom**：删除选中的原子。
#. **Replace Atom**：替换选中的原子。
#. **Edit Atom With Selected**：改变2个原子之间的距离或3个原子之间的夹角。
#. **Move Atom**：移动选中的原子。
#. **Rotate Atom**：旋转选中的原子。
#. **Mirror Atom**：将选中的原子做镜像处理。
#. **Stretch Cell**：保持分数坐标不变的情况下，伸展或压缩原胞。
#. **alternate axes**：轮换结构的晶格基矢a、b、c。
#. **alternate coordinate**：轮换结构的x、y、z。
#. **Wrap**：根据周期性将晶格外的原子沿着单元轴平移到晶格内。
#. **Center**：将结构中所有原子或选中的原子作为整体在晶格单元中居中对齐。
#. **Fit Cell**：自动匹配最小单元晶格基矢。
#. **Convert to Molecule**：将当前结构转换为分子。
#. **Convert to Crystal**：将当前结构转换为晶体。
#. **Convert to Device**：将当前结构转换为器件。
#. **Distance**：测量2个原子之间的距离。
#. **Angle**：测量3个原子之间的夹角。
#. **Dihedral angle**：测量4个原子之间的二面角。
#. **Vector between two atoms** ：测量2个原子之间的向量。
#. **Recalculate  LinkerBond**：重新成键。



.. _Project:

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Project Explorer（项目管理）
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.. figure:: images/17_Project.png
   :align: right

   图 2-2： 项目管理区域

**项目管理区域** 如图2-2所示，如该项目名称为 ``DeviceStudio``,该项目下含有3个结构文件，分别为 ``Au-Alkanethiol-Au.hzw`` 、``NaCl.hzw`` 、``azulene.hzw``。对于结构文件，如 ``Au-Alkanethiol-Au.hzw``，由图2-2红色框选部分可知该区域可管理对应结构计算的输入文件，如自洽计算输入文件 ``scf.input``，用户可通过选中该输入文件→右击→Open with打开查看，或通过选中该输入文件→右击→Open Containing Folder找到该文件在电脑中存储的位置。对于结构文件，若已经生成相关计算的输入文件，则不可重新命名；反之，若未生成相关计算的输入文件，用户可根据需要重新命名，操作为选中该结构文件 → 右击 → Rename，然后重新命名即可。

想要在 **项目管理区域** 新建或打开已建的项目，导入或导出结构文件可参考 :ref:`File` 的详细说明.




.. _3D:

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3D Viewer（3D显示）
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**3D显示区域** 如图2-3所示。如在该区域显示结构 ``Au-Alkanethiol-Au.hzw``，则在项目管理区域选中该结构文件，鼠标双击即可。在该区域，用户可通过滚动鼠标中键将3D显示结果放大或缩小。用户可根据计算需要对结构进行增、删、改等一些操作，操作后的结果均可在该区域显示。对于结构的操作用户可根据 :ref:`Toolbars` 中各快捷图标的功能描述进行。

.. figure:: images/18_3dViewer.png
   :align: center

   图 2-3： Au-Alkanethiol-Au的3D显示




.. _Properties:

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Properties Explorer（结构属性）
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如3D显示区域显示结构 ``Au-Alkanethiol-Au.hzw``，则 **结构属性区域** 显示结构的系统信息如图2-4(a)所示；若选中 ``Au-Alkanethiol-Au.hzw`` 结构的某一个原子，则 **结构属性区域** 显示结构的原子信息如图2-4(b)所示，用户可通过鼠标双击修改选中的原子的坐标位置或替换原子。


.. list-table:: 

   * - .. figure:: images/19_Properties_SymmetrySystem.png
          :width: 310px

          图 2-4（a）结构信息    			

     - .. figure:: images/20_Properties_Atom.png
          :width: 310px

          图 2-4（b）原子信息



         
.. _JobManager:

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Job Manager （任务管理）
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由图2-5可知 **任务计算远程监控管理区域** 含有5个模块，其功能描述如下所示。当计算任务处于排队中、计算中和计算完成时，:guilabel:`Status` 分别为Queued、Running、Finished。计算完成后可点击下载按钮将需要的计算结果下载回传。

.. figure:: images/21_JobManager.png
   :align: center

   图 2-5： 任务计算远程监控管理区域

- :guilabel:`Description` ：计算名称。

- :guilabel:`Script` ：输入文件位置。

- :guilabel:`Commit Status` ：计算任务提交进度 。

- :guilabel:`Status` ：计算状态。

- :guilabel:`Actions` ：计算进度。