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的結(jié)構(gòu)建模的內(nèi)容，本期將介紹Device Studio結(jié)構(gòu)操作的內(nèi)容。

6.結(jié)構(gòu)操作

對(duì)于結(jié)構(gòu)的操作，用戶可先仔細(xì)閱讀工具欄（Toolbars）中各快捷圖標(biāo)的功能描述，再根據(jù)需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)操作，操作后的結(jié)構(gòu)視圖均可在3D顯示區(qū)域查看。

6.1.結(jié)構(gòu)的3D顯示基礎(chǔ)操作

Device Studio支持從ZY、XY、XZ、YZ、YX和ZX面觀察結(jié)構(gòu)的3D視圖，如在3D顯示區(qū)域的NaCl（1 1 1）晶體結(jié)構(gòu)，用戶通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具欄中的3D Viewer zy View快捷圖標(biāo)將結(jié)構(gòu)重置到ZY面，通過(guò)點(diǎn)擊該快捷圖標(biāo)的下拉按鈕可選擇從XY、XZ、YZ、YX或ZX面來(lái)觀察NaCl（1 1 1）晶體結(jié)構(gòu)的3D視圖，NaCl（1 1 1）晶體結(jié)構(gòu)在3D顯示區(qū)域的ZY、XY、XZ、YZ、YX和ZX面的3D視圖分別為6.1-1（a）、6.1-1（b）、6.1-1（c）、6.1-1（d）、6.1-1（e）和6.1-1（f）所示。

在結(jié)構(gòu)3D顯示區(qū)域，用戶可通過(guò)滾動(dòng)鼠標(biāo)中鍵將結(jié)構(gòu)的3D視圖放大或縮小；可先選中工具欄中的3D Viewer Translation Mode快捷圖標(biāo)或按住鼠標(biāo)中鍵，通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)將結(jié)構(gòu)的3D視圖在該區(qū)域平移；可先選中工具欄中的3D Viewer Rotation Mode快捷圖標(biāo)或按住鼠標(biāo)右鍵，通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)將結(jié)構(gòu)的3D視圖在該區(qū)域旋轉(zhuǎn)。

6.2.結(jié)構(gòu)的修改操作

以晶體MoS2為例來(lái)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的一系列修改操作，準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)文件MoS2.hzw，鼠標(biāo)拖動(dòng)該文件到軟件的Project Explorer（項(xiàng)目管理）區(qū)域即可導(dǎo)入結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的zy面3D視圖如圖6.2-1（a）所示。

6.2.1.添加原子

如在晶體MoS2中添加一個(gè)Cr原子，具體操作為點(diǎn)擊Toolbars上的Add Atom快捷圖標(biāo)則彈出元素周期表，在元素周期表中選中Cr，點(diǎn)擊OK，在圖6.2-1（a）所示界面中根據(jù)需要在某個(gè)位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，再點(diǎn)擊重新計(jì)算鍵長(zhǎng)Recalculate LinkerBond快捷圖標(biāo)則完成在MoS2中添加一個(gè)Cr原子的操作，完成后的3D視圖如圖6.2-1（b）所示。

6.2.2.刪除原子

如刪除如圖6.2-1（b）所示的結(jié)構(gòu)中左邊的S原子，具體操作為選中想刪除的S原子，點(diǎn)擊Toolbars上的Delete Atom快捷圖標(biāo)或直接按鍵盤中Delete鍵則可刪除S原子，之后點(diǎn)擊重新計(jì)算鍵長(zhǎng)Recalculate LinkerBond快捷圖標(biāo)，刪除S原子后的3D視圖如圖6.2-1（c）所示。

6.2.3.替換原子

如將如圖6.2-1（c）所示的結(jié)構(gòu)中的Cr原子替換成W原子，具體操作為選中想替換的Cr原子，點(diǎn)擊Toolbars上的替換原子Replace Atom快捷圖標(biāo)則彈出元素周期表，在元素周期表中選中W，點(diǎn)擊OK，再點(diǎn)擊重新計(jì)算鍵長(zhǎng)Recalculate LinkerBond快捷圖標(biāo)，則完成將如圖6.2-1（c）所示的結(jié)構(gòu)中的Cr原子替換成W原子的操作，完成后的結(jié)構(gòu)的3D視圖如圖6.2-1（d）所示。

6.2.4.修改原子坐標(biāo)

如將圖6.2-1（d）中W原子的坐標(biāo)位置由（0.5951619，1.47565329，7.18570423）修改為（1.0，1.5，12.0），具體操作為先鼠標(biāo)選中W原子，則在Properties Explorer（結(jié)構(gòu)屬性區(qū)域）查看到選中的W原子的坐標(biāo)信息為（0.5951619，1.47565329，7.18570423），再鼠標(biāo)分別雙擊合適位置填寫1.0、1.5和12.0，則修改好W原子的坐標(biāo)，最后點(diǎn)擊重新計(jì)算鍵長(zhǎng)Recalculate LinkerBond快捷圖標(biāo)，修改原子坐標(biāo)后結(jié)構(gòu)的3D視圖如圖6.2-1（e）所示。

6.2.5.移動(dòng)選中的原子

對(duì)于圖6.2-1（e）所示的結(jié)構(gòu)，移動(dòng)左邊的兩個(gè)原子，具體操作如圖6.2-2紅色部分所示，先鼠標(biāo)框選左邊兩個(gè)原子，點(diǎn)擊Move Atom快捷圖標(biāo)，則彈出Move Atom界面，在界面中填寫移動(dòng)距離，點(diǎn)擊沿著Z的正方向移動(dòng)，移動(dòng)之后點(diǎn)擊新計(jì)算鍵長(zhǎng)Recalculate LinkerBond快捷圖標(biāo)，移動(dòng)后的結(jié)構(gòu)的3D視圖如圖6.2-1（f）所示。

圖6.2-2: 移動(dòng)選中的原子操作界面

備注

這里對(duì)于結(jié)構(gòu)的修改操作只描述了一部分，用戶可根據(jù)需要仔細(xì)閱讀工具欄（Toolbars）中各快捷圖標(biāo)的功能描述，再進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)操作。

6.3.結(jié)構(gòu)的信息測(cè)量

以Si8晶體結(jié)構(gòu)為例描述結(jié)構(gòu)的信息測(cè)量一系列操作。準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)文件 Si8.hzw，鼠標(biāo)拖動(dòng)該文件到軟件的Project Explorer（項(xiàng)目管理區(qū)域）即可導(dǎo)入結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的zy面3D視圖如圖6.3-1所示。

圖6.3-1: Si8晶體結(jié)構(gòu)

6.3.1.測(cè)量2個(gè)原子之間的距離

對(duì)于圖6.3-1所示的晶體結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)擊Toolbars上的Distance快捷圖標(biāo)，再通過(guò)鼠標(biāo)分別選中結(jié)構(gòu)中的2個(gè)原子則可測(cè)量選中的2個(gè)原子之間的距離如圖6.3-2（a）所示，若不想保留測(cè)量數(shù)字，點(diǎn)擊3D Viewer Selection Mode快捷圖標(biāo)，選中測(cè)量數(shù)字，按鍵盤中的Delete即可。

6.3.2.測(cè)量2個(gè)原子之間的向量

對(duì)于圖6.3-1所示的晶體結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)擊Toolbars上的Vector between two atoms快捷圖標(biāo)，再通過(guò)鼠標(biāo)分別選中結(jié)構(gòu)中的2個(gè)原子則可測(cè)量選中的2個(gè)原子之間的向量如圖6.3-2（b）所示。

6.3.3.測(cè)量3個(gè)原子之間的夾角

對(duì)于圖6.3-1所示的晶體結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)擊Toolbars上的Angle快捷圖標(biāo)，再通過(guò)鼠標(biāo)分別選中結(jié)構(gòu)中的3個(gè)原子則可測(cè)量選中的3個(gè)原子之間的夾角如圖6.3-2（c）所示。

6.3.4.測(cè)量4個(gè)原子之間的二面角

對(duì)于圖6.3-1所示的晶體結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)擊Toolbars上的Dihedral angle快捷圖標(biāo)，再通過(guò)鼠標(biāo)分別選中結(jié)構(gòu)中的4個(gè)原子則可測(cè)量選中的4個(gè)原子之間的二面角如圖6.3-2（d）所示。

審核編輯 ：李倩