4. 图形界面介绍

Device Studio图形界面如 图 4.1 所示。

图 4.1 Device Studio图形界面

4.1. 菜单栏（Menu）

Device Studio的菜单栏图形界面如 图 4.2 所示。

图 4.2 菜单栏

4.1.1. File

单击 File ，界面如 图 4.3 所示。

图 4.3 File

• New Project ：弹出新建项目界面，用户可使用该界面创建新的项目，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。

• Open Project ：弹出打开项目界面，用户可使用该界面打开已建的项目，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。

• Save Project ：保存当前项目。

• New ：用户可根据需要选择搭建器件、晶体或分子结构。

• Import ：弹出导入结构文件界面，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。

• 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。

• Options ：弹出选项界面，用户可根据需要选择赝势基组文件，设置Device Studio 背景颜色 和刷新时间。

• Exit ：关闭软件Device Studio。

4.1.2. Edit

单击 Edit ，界面如 图 4.4 所示。

图 4.4 Edit

• Undo ：撤销。

• Redo ：重做。

• Copy ：复制。

• Paste ：粘贴。

• Delete Atom：删除选中的原子。

• 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。

4.1.3. View

单击 View ，界面如 图 4.5 所示。

图 4.5 View

• 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。

• 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。

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

• 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。

• 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。

4.1.4. Build

单击 Build ，界面如 图 4.6 所示。

图 4.6 Build

• Molecule ：搭建3D分子结构。

• Molecule2D ：搭建2D分子结构。

• Decomposition ：拆分分子结构。

• 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。

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

• Bending of Device ：将两端口器件结构进行弯曲操作。

• Interface Builder ：搭建异质结结构。

• Fill Junction With Atoms ：搭建多层膜结构。

• CAD to Atomic ：通过2D CAD的方式搭建多层膜结构。

• Crystal ：搭建晶体结构。

• Redefine Crystal ：晶体结构的晶胞重定义扩胞。

• Surface/Slab ：晶体结构的切面/切片。

• Symmetry ：对晶体结构进行空间群识别。

• StandardizeCell ：超胞识别原胞。

• Gr_Nanoribbon ：搭建纳米带结构。

• Gr_Nanotube ：搭建纳米管结构。

• Grain Boundary ：在方胞基础上搭建晶界结构。

• Nanotube ：在晶体结构基础上搭建纳米管。

• Nanowire ：在晶体结构基础上搭建纳米线。

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

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

• Icosahedron ：搭建正二十面体结构。

• Cubooctahedron ：搭建正立方八面体结构。

• WulffCluster ：在方胞基础上搭建WulffCluster结构。

• Bond Options ：成键设置。

• Convert Files ：结构文件的互转。

4.1.5. Simulator

单击 Simulator ，界面如 图 4.7 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。

图 4.7 Simulator

• Nanodcal ：第一性原理量子输运计算软件Nanodcal。

• Nanoskim ：紧束缚模型量子输运计算软件Nanoskim。

• RESCU ：第一性原理大体系KS-DFT计算软件RESCU。

• BDF ：量子化学计算软件BDF。

• MOMAP ：分子发光与输运性质计算软件MOMAP。

• STEMS ：材料微观组织演化模拟软件STEMS。

• TOPS ：嵌段共聚物自组装相行为设计软件TOPS。

• DS-PAW ：第一性原理平面波计算软件DS-PAW。

• PODS ：聚合物耗散粒子动力学模拟软件PODS。

• Virtual-XRay ：晶体衍射性质计算模块Virtual-XRay。

• Brillouin Zone Path ：显示晶体结构的布里渊区。

• VASP ：电子结构计算和量子力学—分子动力学模拟软件包VASP。

• LAMMPS ：大规模原子分子并行模拟器LAMMPS。

• OVITO ：原子和粒子模拟数据的科学可视化和分析软件OVITO。

• QE ：采用赝势和平面波方法的第一性原理计算软件QUANTUM ESPRESSO。

• Gaussian ：量子化学计算软件Gaussian。

• NWChem ：量子化学模拟软件NWChem。

4.1.6. Window

单击 Window ，界面如 图 4.8 所示。

图 4.8 Window

• Title Horizontally ：将结构文件的3D Viewer窗口水平排列。

• Title Vertically ：将结构文件的3D Viewer窗口竖直排列。

• Cascade ：将结构文件的3D Viewer窗口层叠排列。

• Arrange Icons ：将结构文件的3D Viewer窗口最小化。

• Close All ：关闭结构文件的3D Viewer窗口。

• Next ：选中下一个结构文件的3D Viewer窗口。

• Previous ：选中上一个结构文件的3D Viewer窗口。

4.1.7. Help

单击 Help ，界面如 图 4.9 所示。

图 4.9 Help

• Getting Started With Device Studio ：连接Device Studio快速入门指南。

• Device Studio Tutorials ：连接Device Studio使用教程。

• Feed Back Report ：弹出鸿之微客户信息反馈收集界面，用户可通过该界面将产品建议反馈给鸿之微。

• Hzwtech Homepage ：连接鸿之微科技（上海）股份有限公司主页。

• 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。

• Article Reference Template ：弹出Device Studio文章引用模板，方便用户在文章中正确的引用Device Studio。

4.2. 工具栏（Toolbars）

Device Studio的工具栏如 图 4.10 所示。将Toolbars上的所有图标按从左到右顺序，从1开始标号一直到结束共有38个标号。将鼠标箭头放在图标上可查看与之对应的图标英文名称。

图 4.10 工具栏

标号	图标	图标英文名称	功能描述
1		Open Project	打开Device Studio项目文件
2		Save Project	保存当前项目和结构
3		New	新建结构，通过点击下拉按钮可选择新建器件、晶体 | 或分子结构
4		Import Local	从本地导入结构文件
5		Undo	撤销
6		Redo	重做
7		3D Viewer Selection Mode	选择，点击进入选择模式，可通过鼠标单击或拖动框选原子
8		3D Viewer Rotation Mode	旋转，点击进入旋转模式，可通过拖动鼠标将原子结构的3D视图进行旋转
9		3D Viewer Zoom Mode	放大或缩小，点击进入缩放模式，可通过滚动鼠标中键将原子结构的3D视图进行放大或缩小
10		3D Viewer Translation Mode	平移，点击进入平移模式，可通过拖动鼠标将原子结构的3D视图进行平移
11		3D Viewer zy View	点击重置结构的3D视图（z-y面），点击下拉可选择从不同视角查看结构的3D视图
12		3D Viewer Fit to View	点击将结构的3D视图根据屏幕移动到合适位置
13		Display Style	点击可设置原子结构的显示模式
14		Structure Refinement Module	点击进入原子结构精修模块，该模块全面升级了原子结构3D显示效果，以等价原子的形式显示原子结构，并支持球棍/多面体显示模式，用户可自定义颜色、半径和光照等参数，创建专属个人模板
15		Add Atom	添加原子，点击进入Device Studio元素周期表，选择元素，在结构的3D视图中鼠标点击即可添加原子
16		Add New Atom	在选中的多个原子中间位置添加原子。该图标需选择多个原子才可激活使用
17		Hydrogen passivation	用氢原子钝化晶体结构。目前，只对Si和C元素有效
18		Delete Atom	删除选中的原子
19		Replace Atom	替换选中的原子
20		Edit Atom With Selected	设置2个原子之间的距离或3个原子之间的夹角。该图标需选择2个及以上原子才可激活使用
21		Move Atom	移动选中的原子。该图标需选中原子才可激活使用
22		Rotate Atom	旋转选中的原子。该图标需选择2个及以上原子才可激活使用
23		Mirror Atom	将选中的原子做镜像处理。该图标需选中原子才可激活使用
24		Stretch Cell	保持分数坐标不变的情况下，伸展或压缩原胞
25		alternate axes	轮换结构的晶格基矢A、B、C
26		alternate coordinate	轮换结构的X、Y、Z
27		Wrap	根据周期性将晶格外的原子沿着单元轴平移到晶格内，点击下拉可选择Wrap Along a/b/c
28		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，点击下拉可选择Center Along a/b/c
29		Fit Cell	自动匹配最小单元晶格基矢，点击下拉可选择Fit Cell Along a/b/c
30		Minimize Structure	通过分子力场计算对分子结构进行结构优化，点击下拉可选择合适的力场。该图标仅对显示的结构为分子结构时才可激活使用
31		Convert to Molecule	将当前结构转换为分子
32		Convert to Crystal	将当前结构转换为晶体
33		Convert to Device	将当前结构转换为器件
34		Distance	测量2个原子之间的距离
35		Angle	测量3个原子之间的夹角
36		Dihedral angle	测量4个原子之间的二面角
37		Vector between two atoms	测量2个原子之间的向量
38		Recalculate LinkerBond	重新成键

备注

Device Studio的工具栏及其重要，建议用户在使用Device Studio前，可仔细阅读 工具栏（Toolbars） 中各图标的功能。另为方便用户的使用，Device Studio对工具栏中的各图标进行了功能分类，当图标为 灰色 ，不可用时，并非Bug，而是该图标需要在特定条件下方可激活使用。在需要帮助时，可咨询鸿之微专业的解决方案中心团队。

4.3. 项目管理区域（Project Explorer）

项目管理区域 如 图 4.11 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3.3-1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。

图 4.11 项目管理区域

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 File 的详细说明。

备注

Device Studio已对 项目管理区域（Project Explorer） 进行优化，建议用户在使用过程中，给项目文件、结构文件等命名时采用纯英文，不要使用空格、中文、星号等特殊字符，提交作业进行计算过程中，含 提交作业后，均不要更改文件名，若想更改，建议在提交作业进行计算前更改。

4.4. 结构3D显示区域（3D Viewer）

结构3D显示区域 如 图 4.12 所示，如在该区域显示结构 Au-Alkanethiol-Au.hzw 的3D视图，则通过在项目管理区域选中并双击结构文件即可。在该区域，用户可通过滚动鼠标中键将结构的3D视图放大或缩小；可先选中工具栏中的 3D Viewer Translation Mode 快捷图标或按住鼠标中键，通过拖动鼠标将结构的3D视图在该区域平移；可先选中工具栏中的 3D Viewer Rotation Mode 快捷图标或按住鼠标右键，通过拖动鼠标将结构的3D视图在该区域旋转。

用户可根据计算需要对结构进行增、删、改等一系列操作，操作后的结构的3D视图均可在该区域实时显示。对于结构的操作用户可根据 工具栏（Toolbars） 中各快捷图标的功能描述进行。

图 4.12 Au-Alkanethiol-Au的3D显示

4.5. 结构属性区域（Properties Explorer）

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 4.13 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 4.14 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。

图 4.13 结构的系统信息

图 4.14 结构的原子信息

4.6. 计算任务监控管理区域（Job Manager）

由 图 4.15 可知 计算任务监控管理区域 含有5个模块，其功能描述如下所示。当任务处于排队中、计算中和计算完成时，Status 分别为Queued、Running、Completed。计算完成后，部分计算结果会自动拉回本地，若需要更多计算结果可点击下载按钮进行下载回传。

图 4.15 计算任务监控管理区域

• Description ：结构名称。

• Script ：任务输入文件的位置。

• Commit Status ：任务文件传输进度。

• Status ：任务的计算状态。

• Actions ：任务的计算操作。

• Process ：查看任务计算日志文件，通过日志文件可判断任务是否计算完成。

计算任务监控管理区域（Job Manager） 各图标功能如下表格所示：

标号	图标	图标英文名称	功能描述
1		/	点击则进入设置Xshell的exe文件目录
2		Open WinSCP	点击则通过WinSCP连接当前超算服务器，如 图 8.31
3		Open PuTTY	点击则通过PuTTY连接当前超算服务器，如 图 8.30
4		Reset IP	点击则进去MachineOptions界面，在该界面中可选择本地或超算服务器，亦可自定义连接服务器。连接服务器操作可参考 Nanodcal连接服务器 节内容
5		Reload to server	重新连接服务器
6		refresh	刷新，点击则刷新计算任务监控管理区域状态
7		Download	下载，点击则进入计算结果下载界面如 图 8.29 所示
8		Cancel	取消，点击则取消计算任务
9		Inspect simulation data in real time	点击则可实时查看计算结果的日志文件

4.7. 个人中心（Personal Center ）

点击 图 4.16 中标号①则进入Device Studio的 个人中心（Personal Center ） ，个人中心分为 资源概览 、 软件授权 和 登录记录 三部分，分别如 图 4.16、 图 4.17、 图 4.18 所示。

1. 个人中心的 资源概览 如 图 4.16 所示，在该界面中可查看到 当前超算分区 、 可用算力 和 云储存可用空间 ，对图中各标号功能进行详细说明如下；

   1. 点击 图 4.16 中①，则进入Device Studio的个人中心；

   2. 点击 图 4.16 中②，则进入 鸿之微云社区 如 图 4.19 所示；

   3. 点击 图 4.16 中③下拉按钮可选择超算服务器如 图 4.20 所示；

   4. 点击 图 4.16 中④超算负载查询，则可进入鸿之微云 超算资源概览 如 图 4.21 所示；

   5. 点击 图 4.16 中⑤，则可查看对应产品或活动详情；

   6. 点击 图 4.16 中⑥ 退出登录 ，即可退出登录，回到Device Studio初始登录界面如 图 3.1 所示。

图 4.16 资源概览

2. 个人中心的 软件授权 如 图 4.17 所示，在该界面中可查看到 已到期 和 未到期 的软件情况，对图中各标号功能进行详细说明如下；

   1. 点击 图 4.17 中①（即图中各软件，如Device Studio），则可查看Device Studio的使用教程；

   2. 点击 图 4.17 中②，则进入鸿之微云 软件产品和授权 如 图 4.22 所示。

备注

如点击 图 4.17 中①（即图中各软件），没有链接到对应软件的使用教程，无任何响应，则表示该软件在鸿之微云上无使用教程或链接失效，具体情况可咨询鸿之微的解决方案中心团队。 若想查询各软件的使用教程，可在 鸿之微云 网站上查询。

图 4.17 软件授权

3. 个人中心的 登录记录 如 图 4.18 所示，在该界面中可查看到 登录 情况，点击 图 4.18 中①记录详情，则可进入鸿之微云 登录记录 如 图 4.23 所示。

图 4.18 登录记录

图 4.19 鸿之微云社区

图 4.20 在个人中心 选择超算服务器

图 4.21 鸿之微云 超算资源概览

图 4.22 鸿之微云 软件产品和授权

图 4.23 鸿之微云 登录记录