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應用實例之STEMS應用實例下半部分的內容，本期將介紹Device Studio應用實例之MOMAP應用實例上半部分的內容。

8.7.MOMAP實例

MOMAP（Molecular Materials Property Prediction Package）是一款研究和設計有機分子材料發光和傳輸性能以及定量預測發光效率 和遷移率的軟件。目前廣泛應用于有機顯示材料、有機照明材料、有機半導體材料、有機太陽能電池材料、有機光檢測、生物傳感材料、有機光通訊材料、有機光催化等領域。

與無機發光材料相比，有機發光材料具有很多優點：光程范圍大、易得到藍光、亮度大、效率高、驅動電壓低、耗能少、具有特有的柔性、制作工藝簡 單、來源豐富、易加工、可大面積制作等優勢，在有機光電器件方面得到了廣泛應用和快速發展。由于典型的有機發光體系的激發態衰減時間尺度從納 秒級別直到微秒和毫秒，因此基于微擾理論的費米黃金規則成為處理復雜體系激發態衰減過程的最有效的理論方法之一。

以azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率的計算為例詳細描述 MOMAP 軟件在Device Studio中的應用。

8.7.1.MOMAP軟件功能結構

MOMAP的軟件功能結構如圖8.7-1所示，能夠根據其他量化軟件計算得到分子基態、激發態信息，利用電子——振動耦合程序計算頻率、模式位移、 Duschinsky轉動矩陣，為接下來的計算做準備。MOMAP所需的分子基態、激發態信息主要包括：分子在基態以及激發態的平衡構型、能量、振動模式 以及兩個電子態之間的躍遷偶極矩、非絕熱耦合向量、自旋軌道耦合常數、轉移積分等，這些信息可通過目前成熟的量化軟件，如Gaussian、Turbomole、NWChem、Dalton、BDF等計算得到。

基于電子——振動耦合程序的結構，用戶能夠利用MOMAP內各種程序計算分子吸收光譜、熒光光譜、磷光光譜、輻射速率、內轉換速率、系間竄越速率以 及電荷轉移速率，并以此最終定量的得到分子的熒光、磷光的量子產率以及遷移率。

圖8.7-1: MOMAP軟件功能結構圖

8.7.2.MOMAP計算流程

MOMAP在Device Studio中的計算流程如圖8.7-2所示。

圖8.7-2: MOMAP計算流程

8.7.3.MOMAP創建項目

雙擊Device Studio圖標快捷方式，登錄并啟動Device Studio，在創建或打開項目界面中(圖5.1-1: 啟動軟件后選擇創建或打開項目的圖形界面)，根據界面提示選擇創建一個新的項目（Create a new Project）或打開一個已經存在的項目（Open an existing Project）的按鈕，選中之后點擊界面中的OK按鈕即可。若選擇創建一個新的項目，用戶可根據需要給該項目命名，如本項目命名為MOMAP，或采用軟件默認項目名。

8.7.4.MOMAP導入結構

在Device Studio的圖形界面點擊File→Import→Import Local，則彈出導入MOMAP結構文件的界面如圖8.7-3所示，根據界面提示找到azulene.hzw結構文件的位置，選中azulene.hzw結構文件，點擊打開按鈕則導入azulene.hzw結構后的Device Studio界面如圖8.7-4所示。在Device Studio中導入結構的其他方法這里不做詳細說明，用戶可參照導入結構節內容。

圖8.7-3: MOMAP導入結構文件的界面

圖8.7-4: 導入azulene.hzw結構后的Device Studio界面

8.7.5.MOMAP輸入文件的生成

在如圖8.7-4所示界面中選中Simulator→MOMAP→MOMAP-photophysics，彈出MOMAP-photophysics界面如圖 8.7-5（a）所示，用戶可根據所計算的結構及性質在該界面中點擊不同的按鈕合理設置參數，之后點擊Generate files即可生成對應計算的輸入文件。

如生成azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率的計算的輸入文件，根據計算需要設置參數，分別選中MOMAP-photophysics界面中的Job type、EVC、Spec(TVCF)分別設置參數如圖8.7-5（a）、8.7-5（b）和8.7-5（c）所示，其余參數取默認數值不變， 之后點擊界面中的Generate files即可生成azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率計算的輸入文件momap.inp，生成azulene的吸收光譜、 熒光光譜以及輻射速率計算輸入文件后的Device Studio圖形界面如圖8.7-6所示。

圖8.7-5(a): Job type參數設置界面

圖8.7-5(b): EVC參數設置界面

圖8.7-5(c): Spec(TVCF)參數設置界面

圖8.7-6: 生成azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率計算輸入文件后的Device Studio界面

審核編輯 ：李倩