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

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，用戶可根據所計算的結構及計算需要分別選中Hamiltonian、Bandstructure這2個按鈕合理設置參數，之后點擊Generate files即可生成準備文件。

如生成純硅器件結構的準備文件，分別選中Hamiltonian、Bandstructure設置參數分別如圖8.5-3（a）、8.5-3（b）所示，設置好參數后點擊Generate files即可生成純硅器件結構的準備文件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設置參數分別如圖8.5-4（a）、8.5-4（b）、8.5-4（c）所示，設置好參數后點擊Generate files即可生成純硅器件結構自洽的輸入文件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，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的詳細意義，從而根據計算需要合理設置參數。若想詳細了解 Nanoskim ，點擊對應紫色或藍色字體軟件名稱，或發送郵件到郵箱 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，并設置參數如圖8.5-5所示，設置好參數后點擊Generate files即可生成純硅器件結構電流、電子透射譜輸入文件IVcurve.input和Transmission.input。

備注

在Post Analysis界面左側雙擊Transmission，會發現不需要設置相關參數，屬于正常現象，Device Studio已自動設置好相關參數。在雙擊IVcurve之前一定要先雙擊Transmission。

圖8.5-5: 純硅器件結構電流、電子透射譜輸入文件參數設置界面

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。以純硅器件結構的Hamiltonian計算為例，在如圖8.5-6所示界面中，Device Studio的Project Explorer區域選中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構的Hamiltonian計算，在計算過程中，用戶可在Device Studio的Job Manager區域查看計算狀態。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構的Hamiltonian計算的結果文件Hresult.mat，該文件在IVSource文件夾內。

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計算需調用Hamiltonian計算的結果，故需先做Hamiltonian計算，再做BandStructure計算。本算例已經做過Hamiltonian計算，則直接調用Hamiltonian計算結果做BandStructure計算即可。在Device Studio的Project Explorer區域選中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構的能帶計算。計算完成后，在Device Studio的Project Explorer區域選中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構的能帶計算的結果文件BSresult.mat和BSresult.txt，這2個文件都在IVSource文件夾內。

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，或發送郵件到郵箱support@hzwtech.com 咨詢。

8.5.6.Nanoskim計算結果的可視化分析

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。用戶可根據需要調節坐標軸的取值范圍；可通過滾動鼠標中鍵將可視化分析結果放大或縮小；可根據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果的圖形界面，用戶可根據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