Device Studio（簡稱：DS）作為鴻之微的材料設(shè)計與仿真軟件，能夠進行電子器件的結(jié)構(gòu)搭建與仿真；能夠進行晶體結(jié)構(gòu)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(jù)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(jié)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(yīng)用實例之STEMS應(yīng)用實例下半部分的內(nèi)容，本期將介紹Device Studio應(yīng)用實例之MOMAP應(yīng)用實例上半部分的內(nèi)容。

8.7.MOMAP實例

MOMAP（Molecular Materials Property Prediction Package）是一款研究和設(shè)計有機分子材料發(fā)光和傳輸性能以及定量預(yù)測發(fā)光效率 和遷移率的軟件。目前廣泛應(yīng)用于有機顯示材料、有機照明材料、有機半導體材料、有機太陽能電池材料、有機光檢測、生物傳感材料、有機光通訊材料、有機光催化等領(lǐng)域。

與無機發(fā)光材料相比，有機發(fā)光材料具有很多優(yōu)點：光程范圍大、易得到藍光、亮度大、效率高、驅(qū)動電壓低、耗能少、具有特有的柔性、制作工藝簡 單、來源豐富、易加工、可大面積制作等優(yōu)勢，在有機光電器件方面得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。由于典型的有機發(fā)光體系的激發(fā)態(tài)衰減時間尺度從納 秒級別直到微秒和毫秒，因此基于微擾理論的費米黃金規(guī)則成為處理復雜體系激發(fā)態(tài)衰減過程的最有效的理論方法之一。

以azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率的計算為例詳細描述 MOMAP 軟件在Device Studio中的應(yīng)用。

8.7.1.MOMAP軟件功能結(jié)構(gòu)

MOMAP的軟件功能結(jié)構(gòu)如圖8.7-1所示，能夠根據(jù)其他量化軟件計算得到分子基態(tài)、激發(fā)態(tài)信息，利用電子——振動耦合程序計算頻率、模式位移、 Duschinsky轉(zhuǎn)動矩陣，為接下來的計算做準備。MOMAP所需的分子基態(tài)、激發(fā)態(tài)信息主要包括：分子在基態(tài)以及激發(fā)態(tài)的平衡構(gòu)型、能量、振動模式 以及兩個電子態(tài)之間的躍遷偶極矩、非絕熱耦合向量、自旋軌道耦合常數(shù)、轉(zhuǎn)移積分等，這些信息可通過目前成熟的量化軟件，如Gaussian、Turbomole、NWChem、Dalton、BDF等計算得到。

基于電子——振動耦合程序的結(jié)構(gòu)，用戶能夠利用MOMAP內(nèi)各種程序計算分子吸收光譜、熒光光譜、磷光光譜、輻射速率、內(nèi)轉(zhuǎn)換速率、系間竄越速率以 及電荷轉(zhuǎn)移速率，并以此最終定量的得到分子的熒光、磷光的量子產(chǎn)率以及遷移率。

圖8.7-1: MOMAP軟件功能結(jié)構(gòu)圖

8.7.2.MOMAP計算流程

MOMAP在Device Studio中的計算流程如圖8.7-2所示。

圖8.7-2: MOMAP計算流程

8.7.3.MOMAP創(chuàng)建項目

雙擊Device Studio圖標快捷方式，登錄并啟動Device Studio，在創(chuàng)建或打開項目界面中(圖5.1-1: 啟動軟件后選擇創(chuàng)建或打開項目的圖形界面)，根據(jù)界面提示選擇創(chuàng)建一個新的項目（Create a new Project）或打開一個已經(jīng)存在的項目（Open an existing Project）的按鈕，選中之后點擊界面中的OK按鈕即可。若選擇創(chuàng)建一個新的項目，用戶可根據(jù)需要給該項目命名，如本項目命名為MOMAP，或采用軟件默認項目名。

8.7.4.MOMAP導入結(jié)構(gòu)

在Device Studio的圖形界面點擊File→Import→Import Local，則彈出導入MOMAP結(jié)構(gòu)文件的界面如圖8.7-3所示，根據(jù)界面提示找到azulene.hzw結(jié)構(gòu)文件的位置，選中azulene.hzw結(jié)構(gòu)文件，點擊打開按鈕則導入azulene.hzw結(jié)構(gòu)后的Device Studio界面如圖8.7-4所示。在Device Studio中導入結(jié)構(gòu)的其他方法這里不做詳細說明，用戶可參照導入結(jié)構(gòu)節(jié)內(nèi)容。

圖8.7-3: MOMAP導入結(jié)構(gòu)文件的界面

圖8.7-4: 導入azulene.hzw結(jié)構(gòu)后的Device Studio界面

8.7.5.MOMAP輸入文件的生成

在如圖8.7-4所示界面中選中Simulator→MOMAP→MOMAP-photophysics，彈出MOMAP-photophysics界面如圖 8.7-5（a）所示，用戶可根據(jù)所計算的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)在該界面中點擊不同的按鈕合理設(shè)置參數(shù)，之后點擊Generate files即可生成對應(yīng)計算的輸入文件。

如生成azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率的計算的輸入文件，根據(jù)計算需要設(shè)置參數(shù)，分別選中MOMAP-photophysics界面中的Job type、EVC、Spec(TVCF)分別設(shè)置參數(shù)如圖8.7-5（a）、8.7-5（b）和8.7-5（c）所示，其余參數(shù)取默認數(shù)值不變， 之后點擊界面中的Generate files即可生成azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率計算的輸入文件momap.inp，生成azulene的吸收光譜、 熒光光譜以及輻射速率計算輸入文件后的Device Studio圖形界面如圖8.7-6所示。

圖8.7-5(a): Job type參數(shù)設(shè)置界面

圖8.7-5(b): EVC參數(shù)設(shè)置界面

圖8.7-5(c): Spec(TVCF)參數(shù)設(shè)置界面

圖8.7-6: 生成azulene的吸收光譜、熒光光譜以及輻射速率計算輸入文件后的Device Studio界面

審核編輯 ：李倩