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構搭建與仿真；能夠進行晶體結構和納米器件的建模；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的結構建模的內容，本期將介紹Device Studio結構操作的內容。

6.結構操作

對于結構的操作，用戶可先仔細閱讀工具欄（Toolbars）中各快捷圖標的功能描述，再根據需要對結構進行相應操作，操作后的結構視圖均可在3D顯示區域查看。

6.1.結構的3D顯示基礎操作

Device Studio支持從ZY、XY、XZ、YZ、YX和ZX面觀察結構的3D視圖，如在3D顯示區域的NaCl（1 1 1）晶體結構，用戶通過鼠標點擊工具欄中的3D Viewer zy View快捷圖標將結構重置到ZY面，通過點擊該快捷圖標的下拉按鈕可選擇從XY、XZ、YZ、YX或ZX面來觀察NaCl（1 1 1）晶體結構的3D視圖，NaCl（1 1 1）晶體結構在3D顯示區域的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。

在結構3D顯示區域，用戶可通過滾動鼠標中鍵將結構的3D視圖放大或縮小；可先選中工具欄中的3D Viewer Translation Mode快捷圖標或按住鼠標中鍵，通過拖動鼠標將結構的3D視圖在該區域平移；可先選中工具欄中的3D Viewer Rotation Mode快捷圖標或按住鼠標右鍵，通過拖動鼠標將結構的3D視圖在該區域旋轉。

6.2.結構的修改操作

以晶體MoS2為例來說明結構的一系列修改操作，準備結構文件MoS2.hzw，鼠標拖動該文件到軟件的Project Explorer（項目管理）區域即可導入結構，結構的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Cr原子，具體操作為點擊Toolbars上的Add Atom快捷圖標則彈出元素周期表，在元素周期表中選中Cr，點擊OK，在圖6.2-1（a）所示界面中根據需要在某個位置點擊鼠標左鍵，再點擊重新計算鍵長Recalculate LinkerBond快捷圖標則完成在MoS2中添加一個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）所示的結構中左邊的S原子，具體操作為選中想刪除的S原子，點擊Toolbars上的Delete Atom快捷圖標或直接按鍵盤中Delete鍵則可刪除S原子，之后點擊重新計算鍵長Recalculate LinkerBond快捷圖標，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）所示的結構中的Cr原子替換成W原子，具體操作為選中想替換的Cr原子，點擊Toolbars上的替換原子Replace Atom快捷圖標則彈出元素周期表，在元素周期表中選中W，點擊OK，再點擊重新計算鍵長Recalculate LinkerBond快捷圖標，則完成將如圖6.2-1（c）所示的結構中的Cr原子替換成W原子的操作，完成后的結構的3D視圖如圖6.2-1（d）所示。

6.2.4.修改原子坐標

如將圖6.2-1（d）中W原子的坐標位置由（0.5951619，1.47565329，7.18570423）修改為（1.0，1.5，12.0），具體操作為先鼠標選中W原子，則在Properties Explorer（結構屬性區域）查看到選中的W原子的坐標信息為（0.5951619，1.47565329，7.18570423），再鼠標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，最后點擊重新計算鍵長Recalculate LinkerBond快捷圖標，修改原子坐標后結構的3D視圖如圖6.2-1（e）所示。

6.2.5.移動選中的原子

對于圖6.2-1（e）所示的結構，移動左邊的兩個原子，具體操作如圖6.2-2紅色部分所示，先鼠標框選左邊兩個原子，點擊Move Atom快捷圖標，則彈出Move Atom界面，在界面中填寫移動距離，點擊沿著Z的正方向移動，移動之后點擊新計算鍵長Recalculate LinkerBond快捷圖標，移動后的結構的3D視圖如圖6.2-1（f）所示。

圖6.2-2: 移動選中的原子操作界面

備注

這里對于結構的修改操作只描述了一部分，用戶可根據需要仔細閱讀工具欄（Toolbars）中各快捷圖標的功能描述，再進行相應的結構操作。

6.3.結構的信息測量

以Si8晶體結構為例描述結構的信息測量一系列操作。準備結構文件 Si8.hzw，鼠標拖動該文件到軟件的Project Explorer（項目管理區域）即可導入結構，結構的zy面3D視圖如圖6.3-1所示。

圖6.3-1: Si8晶體結構

6.3.1.測量2個原子之間的距離

對于圖6.3-1所示的晶體結構，先點擊Toolbars上的Distance快捷圖標，再通過鼠標分別選中結構中的2個原子則可測量選中的2個原子之間的距離如圖6.3-2（a）所示，若不想保留測量數字，點擊3D Viewer Selection Mode快捷圖標，選中測量數字，按鍵盤中的Delete即可。

6.3.2.測量2個原子之間的向量

對于圖6.3-1所示的晶體結構，先點擊Toolbars上的Vector between two atoms快捷圖標，再通過鼠標分別選中結構中的2個原子則可測量選中的2個原子之間的向量如圖6.3-2（b）所示。

6.3.3.測量3個原子之間的夾角

對于圖6.3-1所示的晶體結構，先點擊Toolbars上的Angle快捷圖標，再通過鼠標分別選中結構中的3個原子則可測量選中的3個原子之間的夾角如圖6.3-2（c）所示。

6.3.4.測量4個原子之間的二面角

對于圖6.3-1所示的晶體結構，先點擊Toolbars上的Dihedral angle快捷圖標，再通過鼠標分別選中結構中的4個原子則可測量選中的4個原子之間的二面角如圖6.3-2（d）所示。

審核編輯 ：李倩