1. Device Studio简介

Device Studio 作为多尺度材料设计与仿真平台,其功能主要分为四大模块,分别为 材料原子级建模(百万量级)高性能科学仿真计算计算任务的监控和管理数据可视化

Device Studio功能模块

1.1. 材料原子级建模

1.1.1. 支持多种材料结构文件的导入和导出

Device Studio平台支持 .hzw.xyz.cif.xsdscf.input.pyPOSCARCONTCAR.mol.pdb 等格式结构文件的导入;支持 .hzw.xyz.cif.png 等格式结构文件的导出。

1.1.2. 分子、晶体、器件以及特殊结构的可视化

将材料的结构文件导入到Device Studio,即可在Device Studio的主窗口中实时查看到结构的3D视图。用户可将3D视图放大、缩小、旋转或平移;可选择从ZY、XY、XZ、YZ、YX、ZX任意平面查看结构的3D视图;可选择结构3D视图的显示方式,正视图或透视图。

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1.1.3. 支持对原子结构进行精修操作

  • Device Studio平台支持对原子结构进行增、删、改等操作。

  • 支持用户选择原子结构的显示模式,球棍模式或多面体模式;支持用户调节多面体的透明度。

  • 支持用户修改原子结构中同一元素、多个原子或某一原子的颜色、半径和光照。

  • 支持用户选择Device Studio初始模板并应用,支持用户根据科研需求或个人审美设置颜色、半径、光照以及背景等参数,生成用户专属模板并应用。

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Device Studio原子结构精修界面

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Device Studio初始模板

1.1.4. 丰富的材料数据库

  • 本地数据库:该数据库目前包含500多种常用或热门材料,后期将不断更新扩大。

  • Device Studio平台支持在线数据库Materials Project,用户可通过Device Studio平台连接该数据库搜索并导入结构,并可查看结构的空间群对称和原子坐标等信息。

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1.1.5. 创建分子、晶体、器件和特殊结构

  • Device Studio平台具有强大的建模功能,支持创建各种分子、晶体、器件和特殊结构。

  • 可根据匹配精度,自动劈裂晶面,匹配搭建器件结构;可匹配搭建晶体和多层膜结构。

  • 能够生成Nanoribbon、Nanotube、团簇、晶界、随机掺杂等特殊结构。

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Device Studio平台搭建2D分子结构

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Device Studio平台搭建3D分子结构

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Device Studio平台搭建晶体结构

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Device Studio平台搭建L-C-R器件结构

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Device Studio平台搭建柔性器件结构

1.1.6. 分子、晶体、器件结构的相互转换

Device Studio平台支持分子、晶体和器件结构的相互转换。

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1.2. 高性能科学仿真计算

  • 多种计算软件开箱即用

Device Studio 集成了多种科学计算软件,开箱即用,可满足用户在各个领域的科学仿真计算需求。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,嵌段共聚物自组装相行为设计软件 TOPS,以及其他主流的科学计算软件,诸如:VASP、LAMMPS、QE、OVITO 、Gaussian、NWChem等。

1.3. 计算任务的监控和管理

  • 超算服务器和本地计算机的连接

使用Device Studio平台,可自动连接超算服务器和本地计算机,用户可根据计算需要一键切换使用服务器或本地计算机。

  • 计算任务的监控和管理

通过Device Studio平台界面式鼠标点击操作,即可完成多种科学仿真软件计算任务的提交,无需掌握Linux系统的使用,同时可实时查看计算任务的状态,排队中、计算中、计算完成等,计算完成后,自动将计算结果拉回本地,大大降低了初学者的使用门槛和操作难度。

1.4. 数据可视化

  • 计算结果的数据可视化

Device Studio平台可将科学仿真计算结果进行自动分析,绘制出数据可视化图形,用户可一键切换计算结果的3D、2D或1D的数据可视化图形,支持将可视化图形以 .png.jpg.bmp.pdf.tif.eps 格式导出。对于动态的可视化图形,如运动轨迹,支持以 .gif 动画的形式将可视化图形导出。

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  • 可视化图形的编辑

对于可视化图形,Device Studio平台提供放大、缩小、旋转,是否显示Colorbar,选择Colormap,修改坐标轴的取值范围,修改标题和坐标轴的字体类型、字体大小以及字体是否加粗等编辑功能。