Device Studio应用实例之RESCU应用

Device Studio（简称：DS）作为鸿之微的材料设计与仿真软件，能够进行电子器件的结构搭建与仿真；能够进行晶体结构和纳米器件的建模；能够生成科研计算软件 Nanodcal、Nanoskim、MOMAP、RESCU、DS-PAW、BDF、STEMS、TOPS、PODS、VASP、LAMMPS、QUANTUM ESPRESSO、Gaussian的输入文件并进行存储和管理；可以根据用户需求，将输入文件传递给远程或本地的计算机进行计算，并控制计算流程；可以将计算结果进行可视化显示和分析。

本期将介绍Device Studio应用实例之RESCU应用实例的内容。

8.4. RESCU 实例

RESCU 是一款仅仅用小型计算机就能研究超大体系的KS-DFT计算软件。RESCU 是Real Space Electronic Structure CalcUlator（实空间电子结构计算程序）的缩写，它的核心是一种全新、极其强大、并行效率超高的KS-DFT自洽计算方法。

RESCU 可以使用各类计算机资源，从笔记本电脑、桌面单机、到16核、64核、256核、到更大的超算、包括用GPU加速等等，来计算包含一千、数千、上万、乃至更大体系的电子结构性质。RESCU是解决超大体系KS-DFT问题的新方法，正在被应用于金属、半导体、绝缘体、液体、DNA、1维、2维、3维、表面、分子、磁性、非磁性、杂质、固体等不同系统的KS-DFT计算。

这里以 晶体Ni的自洽、能带、态密度计算 为例详细描述 RESCU 软件在Device Studio中的应用。包含创建项目，从建模到计算，到数据的可视化分析整个流程。实际上，RESCU 的功能不仅于此，详情可参照 RESCU 应用教程或点击对应的紫色或蓝色字体软件名称。Device Studio可以生成 RESCU 很多功能计算的输入文件，用户可根据计算需要选择生成。

备注

RESCU 已更新最新版本 RESCU2020A ，强烈建议用户使用该版本进行计算。

8.4.1. RESCU计算流程

RESCU在Device Studio中的计算流程如图8.4-1所示。

图8.4-1: RESCU计算流程

8.4.2. RESCU创建项目

双击Device Studio图标快捷方式，登录并启动Device Studio，在创建或打开项目界面中(图5.1-1: 启动软件后选择创建或打开项目的图形界面)，根据界面提示选择创建一个新的项目（ Create a new Project ）或打开一个已经存在的项目（ Open an existing Project ）的按钮，选中之后点击界面中的 OK 按钮即可。若选择创建一个新的项目，用户可根据需要给该项目命名，如本项目命名为 RESCU，或采用软件默认项目名。

8.4.3. RESCU导入结构

在Device Studio中导入晶体Ni后的界面如图8.4-2。在Device Studio中导入晶体Ni的具体操作这里不做详细说明，用户可参照 导入结构 节内容。

图8.4-2: 导入晶体Ni后的Device Studio图形界面

8.4.4. RESCU输入文件的生成

8.4.4.1. RESCU生成自洽计算输入文件

在如图8.4-2所示界面中选中 Simulator → RESCU → SCF Calculation，弹出界面如图8.4-3（a）所示，用户可根据所计算的结构及计算需要分别选中 Basic settings 、Iteration control、Basis set、Spin type 这四个按钮合理设置参数，之后点击 Generate files 即可生成自洽计算输入文件。

如生成晶体Ni自洽计算输入文件，根据计算需要设置参数，分别选中 Basic settings、Iteration control、Basis set、Spin type 设置参数分别如图8.4-3（a）、8.4-3（b）、8.4-3（c）和8.4-3（d）所示，设置好参数后点击 Generate files 即可生成晶体Ni自洽计算输入文件 scf.input 及原子坐标文件 Atom.xyz。

8.4.4.2. RESCU生成能带计算输入文件

在如图8.4-2所示界面（即：Device Studio图形界面）中选中 Simulator → RESCU → Analysis，弹出Analysis界面，在界面中双击 BandStructure，点击 path 按钮弹出Brillouin Zone Path参数设置界面，设置高对称点为 W-L-G-X-W-K ，并点击 Apply 如图8.4-4所示。能带计算的参数设置如图8.4-5所示，设置好参数后点击 Generate files即可生成晶体Ni能带计算输入文件 BandStructure.input。

图8.4-4: Brillouin Zone Path参数设置界面

图8.4-5: 晶体Ni能带计算参数设置界面

8.4.4.3. RESCU生成态密度计算输入文件

在如图8.4-2所示界面（即：Device Studio图形界面）中选中 Simulator → RESCU → Analysis，弹出Analysis界面，在界面中双击 DensityOfStates，并设置参数如图8.4-6所示，设置好参数后点击 Generate files 即可生成晶体Ni态密度计算输入文件 DensityOfStates.input。

图8.4-6: 晶体Ni态密度计算参数设置界面

编辑：黄飞