Device Studio应用实例之VASP(上)

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。

上一期的教程给大家介绍了Device Studio应用实例之MOMAP应用实例下半部分的内容，本期将介绍Device Studio应用实例之VASP应用实例上半部分的内容。

VASP （Vienna Ab-inito Simulation Package）是维也纳大学Hafner小组开发的进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟软件包。它是目前材料模拟和计算物质科学研究中十分流行的商用软件之一。VASP 使用平面波基组，电子与离子间的相互作用使用模守恒赝势（NCPP）、超软赝势（USPP）或投影扩充波（PAW）方法描述。VASP 软件作为目前国内国际上权威的第一性原理计算软件，可以研究多种体系，包括金属及其氧化物、半导体、晶体、掺杂体系、纳米材料、分子、团簇、表面体系和界面体系等。 VASP不仅能够计算得到各种体系的平衡结构和能量，而且还能够对材料的电子性质进行精确的预测，深度剖析材料的各种理化性质。VASP 软件功能强大，性能稳定，具有非常高效的计算效率，可以使用较小的内存实现大规模的高效率并行计算，是目前做固体材料第一性原理计算效率很高的商用软件之一。VASP软件官网:详见 https://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/vasp.html 鸿之微科技（上海）股份有限公司在 Device Studio 2020B 中开发了适用于第一性原理科学计算软件 VASP 的计算模块。使用Device Studio，用户可在其图形界面中方便快捷的搭建或导入计算所需的结构，并可在结构3D显示区域查看其结构的3D视图。搭建好结构后用户可在 VASP 计算模块，根据计算需要，在简洁友好的界面中设置参数 生成计算所需的输入文件，之后连接装有VASP的远程服务器进行相关计算，在计算过程中可 实时监测任务的计算状态，计算完成后可 对VASP的计算结果进行可视化分析。 目前用户可通过Device Studio生成 VASP 以下计算输入文件的生成： 自洽、能带、态密度、AIMD、NEB、结构弛豫；支持 VASP 的 能带、投影能带、态密度、投影态密度、电荷密度CHGCAR、势函数LOCPOT 等计算结果的可视化分析。以 GaSe晶体结构的结构弛豫计算 为例来详细描述 VASP 在Device Studio中的应用。

备注

Device Studio仅提供VASP软件使用接口，VASP软件自身相关版权请用户自行负责。

8.8.1. VASP计算流程

VASP在Device Studio中的计算流程如图8.8-1所示。

图8.8-1: VASP计算流程

8.8.2. VASP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 VASP，或采用软件默认项目名。

8.8.3. VASP导入结构

在Device Studio的图形界面中点击 File → Import → Import Local，则弹出导入VASP结构文件的界面如图8.8-2所示，根据界面提示找到 GaSe.hzw 结构文件的位置，选中 GaSe.hzw 结构文件，点击 打开 按钮则导入 GaSe.hzw 结构后的Device Studio界面如图8.8-3所示。在Device Studio中导入结构的其他方法这里不做详细说明，用户可参照 导入结构 节内容。

图8.8-2: MOMAP导入结构文件的界面

图8.8-3: 导入 GaSe.hzw 结构后的Device Studio界面

　　审核编辑：汤梓红