DeviceStudio

Device Studio(DS)作为鸿之微平台型的图形界面软件,不仅是一款材料设计与结构仿真的软件,同时也集成了涵盖力、热、光、电、磁等诸多方向的科学计算软件。在Device Studio平台上,能够实现材料仿真、科研计算、远程管理和可视化分析的全过程,从而实现材料设计与模拟一体化。

DeviceStudio建模平台更新功能

1.新增Nanodcal IV参数设置界面
  • 设计功能: IVCharacteristics界面用于计算与分析器件结构的电流电压特性。

2.新增Nanodcal VCA参数设置界面

  • 设计功能:VCA(虚晶近似)界面用于原子掺杂或者空位掺杂。

3.新增Nanodcal输入文件的生成

  • 设计功能:新增晶体结构ZT, PhononFullBandStructure, PhononDensityOfStates, PhononTransChannel输入文件的生成;新增器件结构Conductance, ThermoelectricCurrent, Seebeck输入文件的生成。

4.新增Nanodcal输出文件的可视化

  • 设计功能:新增SeebeckCoefficient.xml, ThermoelectricProperties.xml等输出文件的二维可视化分析;Transmission.xml, LocalDensityOfStates.txt等输出文件的三维可视化分析。

5.新增Nanoskim计算模块

  • 设计功能:支持哈密顿量、能带结构、自洽场、电子透射谱、电流电压特性计算。

6.新增Nanoskim输入文件的生成

  • 设计功能:新增Hamiltonian, BandStructure,SelfConsistentField, Transmission, IVCurve输入文件的生成。

7.新增支持Nanoskim输出文件的可视化

  • 设计功能:支持BSresult.txt, BandEdge.txt,Tresult.txt, IVresult.txt的数据可视化。

8.新增Nanoskim软件的一体化计算

  • 设计功能:在Windows系统中,界面设置好Nanoskim输入参数,可一体化执行相关计算。

9.新增RESCU参数设置界面

  • 设计功能:新增Relaxation, DFPT参数设置页面用于设置相应的输入参数。

10.新增RESCU输入文件生成

  • 设计功能:新增Relaxation, DFPT-phononband, DFPT-phonondos, DFPT-optical, DFPT-raman, PartialWeightsBandStructure输入文件生成。

11.新增支持RESCU输出文件显示

  • 设计功能:支持结构驰豫输出文件relaxedstructure.xyz,支持部分能带输出文件PartialWeightsBandStructure.txt,支持三维数据Density.txt, Wavefunction.txt,  LocalDensityOfStates.txt,  Potential.txt的可视化。

12.新增QUANTUM ESPRESSO计算模块

  • 设计功能:支持结构驰豫,自洽,能带,态密度计算。

13.新增QUANTUM ESPRESSO输入文件生成

  • 设计功能:新增Relaxation, scf, band, dos输入文件生成。

14.新增QUANTUM ESPRESSO输出文件显示

  • 设计功能:支持结构驰豫输出文件relax.out,支持能带输出文件band.out,支持态密度输出文件dos.out的数据显示。

15.新增QUANTUM ESPRESSO软件一体化计算

  • 设计功能:在Windows系统中,界面设置好QUANTUM ESPRESSO输入参数,可执行相关计算。

16.新增MOMAP发光计算模块输入文件生成

  • 设计功能:支持荧光光谱、磷光光谱、辐射速率、内转换速率、系间窜越速率计算输入文件生成。

17.新增MOMAP传输计算模块输入文件生成

  • 设计功能:支持迁移率计算,重整能计算,转移积分计算输入文件生成。

18.新增MOAMP计算光谱输出文件显示

  • 设计功能:支持spec.tvcf.sepc.dat文件中吸收及发射光谱数据显示。

19.新增MOAMP计算重整能输出文件显示

  • 设计功能:支持evc.cart.dat、evc.dint.dat及proj_reorg.dat文件中重整能贡献数据显示。

20.新增MOMAP计算黄昆因子输出文件显示

  • 设计功能:支持evc.cart.dat及evc.dint.dat文件中黄昆因子数据显示。

21.新增MOMAP计算Duschin二维图显示

  • 设计功能:支持evc.cart.abs及evc.dint.abs文件中Duschin矩阵图显示。

22.新增MOAMP计算构型差输出显示

  • 设计功能:支持evc.dx.x.com文件中基态及激发态构型差数据显示。

23.新增MOMAP计算分子振动模式输出文件显示

  • 设计功能:支持Gaussian输出文件log或out中分子振动模式显示。

24.新增MOMAP计算各向异性迁移率数据显示

  • 设计功能:支持mob_direction_all.dat文件中分子晶体各向异性迁移率数据显示。

25.新增MOMAP近邻分子堆积显示

  • 设计功能:支持mol_neighbors.cif文件中分子近邻堆积情况显示。

26.新增支持Lammps运动轨迹的显示

  • 设计功能:支持lammps运动轨迹文件evolution.dump的显示。


1-26当前版本新增功能。 



量子输运计算软件Nanodcal 功能列表

1.'selfConsistentField','selfConsistent'

  • 设计功能:自洽场计算。

2.'structure'

  • 设计功能:通过输出、显示器件结构,使用户更方便地检查其输入文件中所准备的器件结构是否正确合理。用于实际计算前的用户自检。

3.'energy'

  • 设计功能:系统总能量计算。

4.'bandStructure'

  • 设计功能:电子能带结构计算。

5.'fullBandStructure'

  • 设计功能:电子全能带结构计算。

6.'complexBandStructure'

  • 设计功能:电子复能带结构计算。

7.'densityOfStates'

  • 设计功能:各种电子态密度计算。

8.'scatteringStates'

  • 设计功能:器件本征散射态计算,可得到实空间散射波函数。

9.'transmission'

  • 设计功能:电子透射谱计算。

10.'transmissionChannel'

  • 设计功能:电子输运通道数分析。

11.'spinPolarization','magneticMoment'

  • 设计功能:电子自旋极化率和电子自旋磁矩分析,可以投影到原子,轨道,以及实空间格点。

12.'charge','electrons'

  • 设计功能:电荷在实空间、轨道空间、以及自旋空间中的分析。

13.'potential'

  • 设计功能:Vdh, Veff, Vxc, Vna等实空间势能函数的提取。

14.'conductance'

  • 设计功能:电流和电导计算。

15.'IVCurve'

  • 设计功能:IV曲线。

16.'photoCurrent'

  • 设计功能:光电流计算。

17.'force'

  • 设计功能:原子受力计算。

18.'stressMatrix'

  • 设计功能:晶格应力计算。

19.'HessianMatrix','dynamicalMatrix'

  • 设计功能:原子振动的动力学矩阵。

20.'phononBandStructure'

  • 设计功能:声子能带结构计算。

21.'phononFullBandStructure'

  • 设计功能:声子全能带结构计算。

22.'vibrationalDensityOfStates','phononDensityOfStates'

  • 设计功能:声子态密度计算。

23.'phononTransChannel',

  • 设计功能:声子输运通道分析。

24.'eigenStates'

  • 设计功能:晶体和分子本征态计算,可得到实空间本征波函数。

25.'electronDensity'

  • 设计功能:Rna, Rho, 以及Rho-Rna等实空间的电子密度函数的提取。

26.'momentum'

  • 设计功能:电子动量算符矩阵计算。

27.'structureRelaxation'

  • 设计功能:结构弛豫。

28.'HarrisField','HarrisApproximation'

  • 设计功能:基于系统中各原子电荷密度的简单叠加所得到的电荷密度,计算出相应的哈密顿量。并进一步计算出基于该哈密顿量的密度矩阵,以及Harris近似下的系统总能量。

29.'postSelfConsistencyField'– 加SOC

  • 设计功能:在自洽的哈密顿量上,添加未参与自洽计算的小的修正项,例如SOC,以得到完整的哈密顿量。

30.'acConductance'

  • 设计功能:交流电导计算。

31.'acTransmission'

  • 设计功能:交流透射谱计算。

32.'effectiveMass'

  • 设计功能:载流子有效质量计算。

33.'vdwForce'

  • 设计功能:根据DFT-D2模型计算范德瓦尔斯力。

34.'vdwStress'

  • 设计功能:根据DFT-D2模型计算范德瓦尔斯应力。

35.'modulus'

  • 设计功能:计算材料的弹性模量,包括杨氏模量、剪切模量、泊松比等。力学模块。

36.'jointDensityOfStates'

  • 设计功能:联合电子态密度计算。

37.‘thermoelectricCurrent'

  • 设计功能:热电流计算。温差导致的电流。

38.'bufferConstrain'

  • 设计功能:用于Voltage drop的修正,同时显著提高了收敛速度。

39.'Seebeck'

  • 设计功能:用于器件体系的Seebeck系数计算。

40.'ZT','thermoelectricProperties'

  • 设计功能:根据晶体中电子和声子的输运通道数,计算出电导,Seebeck系数,晶格热导,电子热导,以及热电优值,根据需要选择计算ZT的方向。

41.'CollinearSpin thermoelectricProperties '

  • 设计功能:考虑线性自旋的热电体系,包括:自旋电子热导,自旋seebeck系数,自旋电导。

42.'GeneralSpin thermoelectricProperties '

  • 设计功能:考虑一般自旋以及自旋轨道耦合的热电体系计算。

43. ' Relative permittivity '

  • 设计功能:真空区域加相对介电常数,考虑介电层来模拟真实器件。

44. ' VCA'

  • 设计功能:虚晶近似(VCA)用于原子掺杂或者空位掺杂。

1-42为完善功能;43-44当前版本新增功能。 


Nanodcal卫星程序之MobCal功能列表

45.'Mobility'

  • 设计功能:半导体材料中电子和空穴的迁移率计算。

46.‘MeanFreePath'

  • 设计功能:金属材料中电子的平均自由程。 

Nanodcal卫星程序之Opticcal功能列表

47.'permittivity'

  • 设计功能:介电常数。

48.'refractiveIndex'

  • 设计功能:折射率。

49.‘extinctionCoeffient'

  • 设计功能:消光系数。

50.'absorptionCoeffient'

  • 设计功能:吸收系数。

51.‘susceptibility'

  • 设计功能:磁化率。

45-51为完善功能。


紧束缚模型科学计算软件Nanoskim功能列表

1.' Hamiltonian'

  • 设计功能:哈密顿量计算。

2.' BandStructure'

  • 设计功能:电子能带结构计算。

3.' SelfConsistentField '

  • 设计功能:自洽场计算。

4.' Transmission '

  • 设计功能:电子透射谱计算。

5.'IVCurve'

  • 设计功能:电流电压特性计算。

1-5为当前版本新增功能。


大体系密度泛函计算软件RESCU功能列表

1.Real space basis

  • 设计功能:RESCU使用实空间格点基矢对KS方程进行离散化。

2.LCAO basis

  • RESCU使用LCAO基矢对KS方程进行离散化。

3.Self-consistent

  • 设计功能:自洽场计算,求解KS方程得到电荷密度Rho。

4.Spin

  • 设计功能:RESCU能够计算无自旋、共线自旋、非共线自旋及自旋轨道耦合的体系。

5.Functional

  • 设计功能:支持LDA,GGA(PBE),mGGA(mBJ)和杂化泛函(HSE)。并支持了上百种LIBXC库中的泛函。

6.Total energy

  • 设计功能:系统总能量计算。

7.Force

  • 设计功能:原子受力计算。

8.Band structure

  • 设计功能:电子能带计算。

9.Structure relaxation

  • 设计功能:RESCU提供了最速下降、共轭梯度、准牛顿等方法来寻找能量最低的结构。

10.Density of states

  • 设计功能:电子态密度计算。

11.Projected density of states

  • 设计功能:电子投影态密度计算,可以投影态密度投影到角量子数、磁量子数、原子和元素上。

12.Boundary conditions

  • 设计功能:RESCU支持多种边界条件:周期性、狄利克雷、诺依曼和开放边界条件。

13.Local density of states

  • 设计功能:电子局域态密度计算,计算某一个能量或者能量范围内的实空间态密度。

14.Phonon band structure (FD)

  • 设计功能:通过有限位移的方法直接计算动力学矩阵,从而得到声子能带。计算包含动力学矩阵、声子频率等性质。

15.Mulliken populations

  • 设计功能:Mulliken 布居是表示电荷在各组成原子之间分布情况的方法,可以用来分析电荷转移,化学键等性质。

16.DFT+U

  • 设计功能:在K-S的哈密顿量中引入Hubbard U。

17.Wavefunction

  • 设计功能:RESCU能够计算某个指定K点的波函数。

18.Potential

  • 设计功能:计算实空间的势函数。

19.Band decomposition

  • 设计功能:能带投影到原子轨道的贡献。

20.Band unfolding

  • 设计功能:将超胞的能带折叠进原胞中。

21.Phonon band structure (DFPT)

  • 设计功能:使用密度泛函微扰理论计算动力学矩阵,从而得到声子谱。计算包含动力学矩阵、声子频率等性质。

22.Dielectric tensor

  • 设计功能:在密度泛函微扰理论中,通过计算总能对均匀小电场的二阶导可以得到介电常数张量及极化率。

23.Optical properties

  • 设计功能:使用密度泛函微扰理论,RESCU能够计算介电常数函数、折射率、能量损失函数和红外强度等光学性质。

24.External electric field

  • 设计功能:RESCU能够在KS方程中引入外加电场。

25.Maximally localized Wannier functions (MLWF)

  • 设计功能:新增最大局部化Wannier函数(MLWF),该功能支持各种自旋体系。

26.Raman tensor and intensity (DFPT)

  • 设计功能:在密度泛函微扰理论框架下计算拉曼张量和拉曼强度。

27.Hybrid DFT

  • 设计功能:使用新的NOPAIN2算法来进行杂化密度泛函的计算。引入高动量修正来加快计算速度;支持各种自旋体系。同时用户可以自定义修改杂化方程系数。

28.Mobcal interface

  • 设计功能:新增加MobCal软件接口。

29.GPU

  • 设计功能:优化GPU加速算法;支持HSE计算加速。

30.Projected local DOS (PLDOS)

  • 设计功能:新增将局域态密度分解到轨道上的功能。

31.Import file: rescu_runtime.input

  • 设计功能:计算过程中,在rescu_runtime.input文件中新增想要修改的参数可以实现计算参数的替换。

32.Berry-curvature

  • 设计功能:新增二维材料berry-curvature计算功能。

33.STM-current

  • 设计功能:新增STM电流计算功能,使用Bardeen理论计算样品和尖端的电流。

34.Polarized and polarization-averaged Ramanintensity (DFPT)

  • 设计功能:优化DFPT下Raman计算功能,支持计算极化及极化平均的拉曼强度。

35.DFPT solver (PCFSI)

  • 设计功能:新增DFPT框架下的切比雪夫滤波功能,大大加速并行效率。

1-29为完善功能;30-35当前版本新增功能。 


新型光电材料设计软件MOMAP功能列表

1.Fluorescenceabsorption spectrum

  • 设计功能:荧光吸收光谱

2.Fluorescenceemission spectrum

  • 设计功能:荧光发射光谱

3.Fluorescenceradiation rate

  • 设计功能:荧光辐射速率

4.Internalconversion rate

  • 设计功能:内转换速率

5.Phosphorescenceemission spectrum

  • 设计功能:磷光发射光谱

6.Phosphorescentradiation rate

  • 设计功能:磷光辐射速率

7.Intersystemcrossingrate

  • 设计功能:系间窜越速率

8.Reorganizationenergy

  • 设计功能:重整能

9.Huang–Rhysfactor

  • 设计功能:黄昆因子

10.Electronicvibrational coupling analysis

  • 设计功能:电子振动耦合分析

11.Temperatureeffect

  • 设计功能:温度效应

12.Split molecule

  • 设计功能:分子拆分

13.Checkmolecular structure

  • 设计功能:检验分子结构

14.Submitcharge transfer integral

  • 设计功能:提交转移积分任务

15.Submitreorganization energy

  • 设计功能:收集转移积分

16.Collecttransfer integral

  • 设计功能:收集转移积分

17.Analyzereorganization energy

  • 设计功能:分析重整能,判断重整能合理性

18.Marcusmodel

  • 设计功能:Marcus模型

19.Full-quantummodel

  • 设计功能:全量子模型

20.MonteCarlo simulation

  • 设计功能:蒙特卡洛模拟

21.Randomwalk simulation

  • 设计功能:随机行走模拟

22.Carriermobility

  • 设计功能:载流子迁移率

23.Anisotropictransport property

  • 设计功能:各向异性迁移率

24.Multimolecularluminescent properties

  • 设计功能:双分子及多分子发光性质

25.Resultjudgment

  • 设计功能:量化计算结果判断

26.Carriermobilityof amorphous and thin film

  • 设计功能:非晶及薄膜迁移率

27.Master-equationmodel

  • 设计功能:主方程模型

28.Thermoelectricfigure of merit

  • 设计功能:热电优值

29.Python scheduler

  • 设计功能:使用Python脚本调度程序计算

30.Jobmanager system

  • 设计功能:运行环境支持Local PBS LSF SLURM

31.Mobilityfor binary and multivariate eutectic

  • 设计功能:二元及多元共晶迁移率计算

32.Q-cheminterface

  • 设计功能:增加Q-chem接口

33.QM/MM simulation

  • 设计功能:支持QM/MM计算

34.Bimolecular/multimolecular luminescence

  • 设计功能:计算双分子及多分子发光性质

35.Mixed Pseudopotential

  • 设计功能:迁移率计算重整能和转移积分支持混合贋势

36.Calculation of Mobility of Disordered Organic Materials

  • 设计功能:无序结构有机材料迁移率计算

37.Calculation of Mobility of Thin film

  • 设计功能:薄膜材料有机材料迁移率计算

38.Spin-coupling calculation interface

  • 设计功能:增加旋轨耦合计算接口

1-23为完善功能;34-39为当前版本新增功能。 

材料微观组织演化模拟软件STEMS功能列表

1.Dendriticsolidification

  • 设计功能:凝固过程中的支晶生长现象

2.Eutecticgrowth

  • 设计功能:共晶生长现象

3.Directionalsolidification

  • 设计功能:定向凝固

4.Rapidsolidification

  • 设计功能:快速凝固

5.Solidificationdefects

  • 设计功能:凝固缺陷

6.Solidificationstress

  • 设计功能:凝固压力


1-6当前版本完善功能。 



嵌段共聚物自洽场理论计算软件TOPS功能列表

1.Topological definition

  • 设计功能:自定义聚合物分子拓扑

2.Special initialization

  • 设计功能:特殊初始化初场

3.Automatic Periodic Optimization

  • 设计功能:自动周期优化

4.Rapid algorithm

  • 设计功能:加速收敛算法

5.Dual Platform

  • 设计功能:多平台操作

6.Topological Verification

  • 设计功能:拓扑结构验证

7.Free Energy Analysis

  • 设计功能:自由能分析

8.Structure Module

  • 完善功能:结构库

9.Symmetry Group Accelerate

  • 设计功能:对称群加速算法

1-7为完善功能;8-9 为新增或完善功能。



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