Device Studio（簡稱：DS）作為鴻之微的材料設計與仿真軟件，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。

上一期的教程給大家介紹了Device Studio應用實例之Nanoskim應用實例上半部分的內(nèi)容，本期將介紹Device Studio應用實例之Nanoskim應用實例下半部分的內(nèi)容。

8.5.4.Nanoskim輸入文件的生成

8.5.4.1.Nanoskim生成準備文件

在如圖8.5-2所示界面中選中Simulator→Nanoskim→Preparation，彈出界面如圖8.5-3（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Hamiltonian、Bandstructure這2個按鈕合理設置參數(shù)，之后點擊Generate files即可生成準備文件。

如生成純硅器件結(jié)構(gòu)的準備文件，分別選中Hamiltonian、Bandstructure設置參數(shù)分別如圖8.5-3（a）、8.5-3（b）所示，設置好參數(shù)后點擊Generate files即可生成純硅器件結(jié)構(gòu)的準備文件Structure.input、Hamiltonian.input、BandStructure.input。

8.5.4.2.Nanoskim生成自洽輸入文件

在如圖8.5-2所示界面（即：Device Studio圖形界面）中選中Simulator→Nanoskim→SCf Calculation，彈出SCf Calculation界面，在界面中分別選中Basis settings、Contour integral、Boundary conditions設置參數(shù)分別如圖8.5-4（a）、8.5-4（b）、8.5-4（c）所示，設置好參數(shù)后點擊Generate files即可生成純硅器件結(jié)構(gòu)自洽的輸入文件SCF.input。

備注

本算例生成自洽輸入文件均采用的Device Studio的默認參數(shù)，實際計算過程中用戶通過Nanoskim快速使用說明手冊了解各參數(shù)的詳細意義，從而根據(jù)計算需要合理設置參數(shù)。若想詳細了解 Nanoskim ，點擊對應紫色或藍色字體軟件名稱，或發(fā)送郵件到郵箱 support@hzwtech.com 咨詢。

圖8.5-4(a)

圖8.5-4(b)

圖8.5-4(c)

8.5.4.3.Nanoskim生成電流、電子透射譜輸入文件

在如圖8.5-2所示界面（即：Device Studio圖形界面）中選中Simulator→Nanoskim→Analysis，彈出Post Analysis界面，在界面中先雙擊Transmission，再雙擊IVcurve，并設置參數(shù)如圖8.5-5所示，設置好參數(shù)后點擊Generate files即可生成純硅器件結(jié)構(gòu)電流、電子透射譜輸入文件IVcurve.input和Transmission.input。

備注

在Post Analysis界面左側(cè)雙擊Transmission，會發(fā)現(xiàn)不需要設置相關(guān)參數(shù)，屬于正?，F(xiàn)象，Device Studio已自動設置好相關(guān)參數(shù)。在雙擊IVcurve之前一定要先雙擊Transmission。

圖8.5-5: 純硅器件結(jié)構(gòu)電流、電子透射譜輸入文件參數(shù)設置界面

8.5.5.Nanoskim計算

8.5.5.1.Hamiltonian計算

生成Nanoskim計算各個輸入文件后的Device Studio界面如圖8.5-6所示。以純硅器件結(jié)構(gòu)的Hamiltonian計算為例，在如圖8.5-6所示界面中，Device Studio的Project Explorer區(qū)域選中Hamiltonian.input→ 右擊 →Run，彈出Run界面如圖8.4-7(圖8.4-7: Run界面)所示，點擊界面中的Run按鈕則可進行純硅器件結(jié)構(gòu)的Hamiltonian計算，在計算過程中，用戶可在Device Studio的Job Manager區(qū)域查看計算狀態(tài)。當計算任務處于排隊中、計算中和計算完成時，Status 分別為Queued、Running、Finished。計算完成后，在Device Studio的Project Explorer區(qū)域選中Hamiltonian.input→ 右擊 →Open Containing Folder則找到Hamiltonian.input文件在本地電腦中的存儲位置，并且可看到純硅器件結(jié)構(gòu)的Hamiltonian計算的結(jié)果文件Hresult.mat，該文件在IVSource文件夾內(nèi)。

圖8.5-6: 生成Nanoskim計算各個輸入文件后的Device Studio界面

8.5.5.2.BandStructure計算

BandStructure計算需調(diào)用Hamiltonian計算的結(jié)果，故需先做Hamiltonian計算，再做BandStructure計算。本算例已經(jīng)做過Hamiltonian計算，則直接調(diào)用Hamiltonian計算結(jié)果做BandStructure計算即可。在Device Studio的Project Explorer區(qū)域選中Bandstructure.input→ 右擊 →Run，彈出Run界面如圖8.4-7(圖8.4-7: Run界面)所示，點擊界面中的Run按鈕則可進行純硅器件結(jié)構(gòu)的能帶計算。計算完成后，在Device Studio的Project Explorer區(qū)域選中Bandstructure.input→ 右擊 →Open Containing Folder則找到Bandstructure.input文件在本地電腦中的存儲位置，并且可看到純硅器件結(jié)構(gòu)的能帶計算的結(jié)果文件BSresult.mat和BSresult.txt，這2個文件都在IVSource文件夾內(nèi)。

備注

Nanoskim的計算較為復雜，順序為Hamiltonian.input→Bandstructure.input→IVcurve.input，IVcurve.input文件運行完成后，會在與IVSource文件夾同一目錄下生成一系列VD=##_VG=##文件夾。如VD=0.1__VG=0文件夾下的一系列輸入文件如下圖所示，對于該文件夾下的各輸入文件的運行這里不做詳細說明，用戶可參考Nanoskim快速使用說明手冊，或發(fā)送郵件到郵箱support@hzwtech.com 咨詢。

8.5.6.Nanoskim計算結(jié)果的可視化分析

在如圖8.5-6所示界面（即：Device Studio圖形界面）的Project Explorer區(qū)域選中BSresult.txt→ 右擊 →Show View，則彈出 Nanoskim 能帶的可視化分析界面如圖8.5-7所示。用戶可根據(jù)需要調(diào)節(jié)坐標軸的取值范圍；可通過滾動鼠標中鍵將可視化分析結(jié)果放大或縮?。豢筛鶕?jù)需要編輯坐標軸標注和標題，選擇字體的大小和類型。選中如圖8.5-6所示界面中Export快捷圖標，彈出導出可視化分析結(jié)果的圖形界面，用戶可根據(jù)需要設置導出圖片的大小，選擇圖片的保存路徑和保存格式，并給所保存的圖片命名。

圖8.5-7: Nanoskim能帶的可視化分析界面

亦可在Device Studio圖形界面中選中Simulator→Nanoskim→Analysis Plot，彈出導入能帶結(jié)果文件的圖形界面，在界面中找到BSresult.txt文件并選中，點擊打開按鈕即可彈出 Nanoskim 能帶的可視化分析界面。

審核編輯 ：李倩