Device Studio （簡稱：DS）作為鴻之微科技（上海）股份有限公司（簡稱：鴻之微）研發的多尺度材料設計與仿真平臺，可實現材料原子級建模（百萬量級）、高性能科學仿真計算、計算任務的監控和管理、數據可視化分析的全過程，從而實現材料設計與科學仿真模擬一體化，極大地促進和提升科研效率，幫助科研工作者解決當今多尺度材料設計與仿真模擬的一系列重要問題。

Device Studio 集成了多種科學計算軟件，可滿足用戶在各個領域的科學仿真計算需求。集成了第一性原理平面波計算軟件 DS-PAW，第一性原理量子輸運計算軟件 Nanodcal，緊束縛模型量子輸運計算軟件 Nanoskim，第一性原理大體系KS-DFT計算軟件 RESCU，量子化學計算軟件 BDF，分子發光與輸運性質計算軟件 MOMAP，材料微觀組織演化模擬軟件 STEMS ，嵌段共聚物自組裝相行為設計軟件TOPS，聚合物耗散粒子動力學模擬軟件PODS，以及其他主流的科學計算軟件，諸如：VASP、LAMMPS、QE、OVITO 、Gaussian、NWChem等。

Device Studio 基于強大的材料設計建模和高性能科學仿真計算能力，可廣泛應用于量子器件、人工生物、先進電池、智能照明、存儲器等產業中，輔助其在電子材料、合金、生物科技等領域開展材料研發與設計，為光電和集成電路等產業提供專業的技術支撐。

本期將給大家介紹Device Studio 結構建模 5.2-5.3的內容。

5.2.2D分子建模

Device Studio 2022A版新增2D分子建模功能，在2D分子建模的界面中，其工具欄包含繪制分子結構式的多種鍵和工具，包括化學鍵、環形模板、折疊鏈、船式結構、椅式結構、箭頭、邊框以及文本編輯工具等，用戶可通過該功能快捷方便的繪制各種2D平面分子結構式和編寫方程式，并支持將2D分子結構轉化為3D分子結構。

Device Studio具有對2D分子結構進行編輯的功能，用戶可對分子結構進行旋轉、修改鍵寬、鍵長、鍵位顏色、鍵位類型、鍵位屬性轉換、加氫、減氫、加電荷、減電荷等操作。

以搭建3個相連苯環的2D分子結構并將其轉換為對應的3D分子結構為例，其搭建步驟如圖5.2-1所示。

(a): 彈出2D分子建模界面操作

(b): 2D分子建模界面

(c): 搭建2D分子結構并轉換為3D分子結構操作

(d): 2D分子結構轉換為3D分子結構后的Device Studio界面

(e): 優化轉換后的3D分子結構操作

圖5.2-1: Device Studio搭建2D分子結構并將其轉換為對應的3D分子結構的操作步驟

5.3.3D分子建模

Device Studio 2022A版新增3D分子建模功能，用戶可通過該功能方便快捷的搭建3D分子結構，Device Studio支持對3D分子結構進行編輯，并可查看分子結構的原子坐標和原子之間成鍵的詳細信息，可對分子結構進行共鍵調整、原子夾角調整、二面角調整、加氫、平移、旋轉、重命名、復制片段、增、刪、改等一系列操作。Device Studio搭建3D分子結構的操作界面如圖5.3-1所示。

(a): 彈出3D分子建模界面操作

(b): 3D分子建模界面

(c): 搭建3D分子結構操作一

(d): 搭建3D分子結構操作二

(e): 優化搭建好的3D分子結構

圖5.3-1: Device Studio搭建3D分子結構的操作步驟