×
安德烈·奥·利亚霍夫。;阿特姆·奥加诺夫。;马里奥山谷

如何预测非常大和复杂的晶体结构。 （英语） Zbl 1219.82179号

计算。物理学。Commun公司。 181，第9期，1623-1632（2010）.
摘要：进化晶体结构预测被证明是发现新材料的有力方法。对于具有大量自由度的系统（“大型系统”）和复杂的能量景观（“复杂系统”），会遇到某些限制。我们探讨了这些限制的性质，并使用一些新开发的工具解决了这些限制。
对于大型系统来说，一个主要问题是缺乏多样性：任何随机产生的种群主要由高能无序结构组成，几乎没有通向有序基态的路径。我们提供了两种解决方案：第一，改进的变分算子有利于具有更高局部阶的原子（我们在这里介绍的函数），第二，使用通常具有分数原子占有率的伪子单元非随机构造第一代。这增强了秩序和多样性，并提高了结构的能量。我们引入了一个额外的变分算子，即坐标突变，它优先应用于低阶（“位置不良”）原子。根据局部顺序对其他变异算子进行偏移也可以产生更好的结果。这里探索的坐标突变的一个有希望的版本是沿着最低频振动模式的特征向量置换原子。对于复杂的能源景观，关键问题是可能存在多个能源漏斗——在这种情况下，可能会被困在一个漏斗中（不一定包含基态）。为了解决这个问题，我们开发了一种结合结构之间抽象“距离”思想的算法。这些新成分提高了进化算法USPEX在大型复杂系统中的效率和可靠性。

引用于4文件

MSC公司：

82D25个 晶体的统计力学
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统
82-08 计算方法（统计力学）（MSC2010）
90C26型 非凸规划，全局优化

关键词：

晶体结构预测;进化算法;遗传算法;全局优化;指纹功能;遗传漂变;顺序参数
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{A.O.Lyakhov}等人，计算。物理学。Commun公司。181，第9号，1623-1632（2010；Zbl 1219.82179）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 奥加诺夫·A.R。；Glass，C.W.，J.化学。物理。，124, 244704 (2006)
[2] 玻璃，C.W。；奥加诺夫·A.R。；Hansen，N.，公司。物理学。Comm.，175，713-720（2006）·Zbl 1196.82049号
[3] 奥加诺夫·A.R。；马云（Ma，Y.）。；玻璃，C.W。；瓦莱，M.，Psi-k Newslett。，84142-171（2007年）
[4] Woodley，S.M.，结构。粘合，110，95-132（2004）
[5] 布什，T.S。；Catlow，C.R.A。；巴特尔，P.D.，J.马特。化学。，5, 1269-1272 (1995)
[6] 奥加诺夫，A.R。；马云（Ma，Y.）。；Lyakhov，A.O。；瓦莱，M。；加蒂，C.，《矿物评论》。地球化学。，71, 271-298 (2010)
[7] A.O.Lyakhov，A.R.Oganov，Y.Wang，Y.Ma，in：A.R.Uganov（编辑），晶体结构预测，Wiley-VCH，2010年，提交出版；A.O.Lyakhov，A.R.Oganov，Y.Wang，Y.Ma，in：A.R.Uganov（编辑），晶体结构预测，Wiley-VCH，2010年，提交出版
[8] 奥加诺夫·A.R。；玻璃，C.W。；小野，S.，《地球》。科学。莱特。，241, 95-103 (2006)
[9] 奥加诺夫·A.R。；陈，J。；加蒂，C。；马玉珍。；马云（Ma，Y.）。；玻璃，C.W。；刘，Z。；Yu，T。；O.Kurakevych。；Solozhenko，V.L.，《自然》，457863-867（2009）
[10] 马云（Ma，Y.）。；马里兰州埃雷梅茨。；奥加诺夫·A.R。；谢毅。；特洛伊木马，I。；梅德韦杰夫，S。；Lyakhov，A.O。；瓦莱，M。；Prakapenka，V.，《自然》，458182-185（2009）
[11] Martinez-Canales，M。；奥加诺夫·A.R。；Lyakhov，A.O。；马云（Ma，Y.）。；Bergara，A.，《物理学》。修订稿。，102087005（2009年）
[12] Martonak，R。；莱奥，A。；Parrinello，M.，物理学。修订稿。，90, 075503 (2003)
[13] Pickard，C.J。；需求，R.J.，物理。修订稿。，97, 045504 (2006)
[14] 奥加诺夫·A.R。；Valle，M.，J.化学。物理。，130104504（2009年）
[15] M.Valle，A.R.Oganov，《水晶指纹空间》。研究晶体结构集的新范式，Acta Cryst。A、 出版中；M.Valle，A.R.Oganov，《水晶指纹空间》。研究晶体结构集的新范式，Acta Cryst。A、 出版中
[16] 香港蔡。；Yang，J.M。；蔡永富。；Kao，C.Y.，IEEE传输。系统。人。赛博。B网络。，341718-1729（2004年）
[17] M.Valle，A.R.Oganov，摘自：Proc。IEEE VAST，2008年，第11-18页；M.Valle，A.R.Oganov，摘自：Proc。IEEE VAST，2008年，第11-18页
[18] 医学博士沃尔夫。；兰德曼，U.J.，J.Phys。化学。A、 1026129（1998）
[19] 艾根，M.，《自然》。，55, 465-522 (1971)
[20] Goldberg，D.E。；Richardson，J.，（第二届遗传算法及其应用国际会议论文集（1987），劳伦斯·埃尔鲍姆：劳伦斯·埃尔鲍姆新泽西），41-49
[21] S.W.Mahfoud，摘自：L.D.Whitley，M.D.Vose（编辑），Proc。基础遗传算法，旧金山，1995年，第185-223页；S.W.Mahfoud，摘自：L.D.Whitley，M.D.Vose（编辑），Proc。《基础遗传算法》，旧金山，1995年，第185-223页
[22] K.Deb，D.E.Goldberg，摘自：J.D.Schaffer（编辑），Proc。第三届国际遗传算法会议，圣马特奥，1989年，第42-50页；K.Deb，D.E.Goldberg，在：J.D.Schaffer（编辑），Proc。第三届国际会议遗传算法，圣马特奥，1989年，第42-50页
[23] Goedecker，S.，J.化学。物理。，120, 9911-9917 (2004)
[24] 莱奥，A。；帕里内洛，M.，Proc。国家。阿卡德。科学。美国，99，12562-12566（2002）
[25] Pannetier，J。；Bassas Alsina，J。；罗德里格斯·卡瓦哈尔（Rodriguez-Carvajal，J.）。；凯格纳特，V.，《自然》，3463-445（1990）
[26] Schön，J.C。；Jansen，M.和Angew。化学。国际教育英语。，35, 1287 (1996)
[27] 威尔士，D.J。；Doye，J.P.K.，J.Phys。化学。A、 1015111（1997）
[28] 罗西，G。；Ferrando，R.，化学。物理学。莱特。，423, 17-22 (2006)
[29] 李，Z。；Scheraga，H.A.，Proc。国家。阿卡德。科学。美国，84，6611-6615（1987）
[30] Goldberg，D.E。；Segrest，P.（《第二届遗传算法及其应用国际会议论文集》（1987年），劳伦斯·埃尔鲍姆：劳伦斯·埃尔鲍姆新泽西），1-8
[31] 姚，Y。；谢家卫（Tse，J.S.）。；Klug，D.D。；Sun，J。；Le Page，Y.，物理学。B版，78，054506（2008）
[32] 亚伯拉罕，N.L。；Probert，M.I.J.，物理学。B版，77，134117（2008）
[33] Beyer，K。；Goldstein，J。；Ramakrishnan，R。；Shaft，U.，（第七届数据库理论国际会议ICDT’99会议记录。第七届国际数据库理论会议ICDT'99会议记录，计算机科学讲稿，第1540卷（1999），Springer-Verlag:Springer-Verlag London）
[34] B.L.Miller，M.J.Shaw，摘自：Proc。IEEE Int.Conf.Evolutionary Computation，1996年，第786-791页；B.L.Miller，M.J.Shaw，摘自：Proc。IEEE Int.Conf.Evolutionary Computation，1996年，第786-791页
[35] Della Cioppa，A。；De Stefano，C。；马塞利，A.，IEEE Trans。进化。计算。，8, 580-592 (2004)
[36] 佩杜，J.P。；伯克，K。；Ernzerhof，M.，物理学。修订稿。，77, 3685 (1996)
[37] Kresse，G。；Furthmüller，J.，公司。马特。科学。，6, 15 (1996)
[38] Hartke，B.，J.计算。化学。，1752年2月20日（1999年）
[39] 出生，M。；黄凯，《晶格动力学理论》（1954），牛津大学出版社：牛津大学出版社·Zbl 0057.44601号
[40] 李凯。；王，X。；张，F。；薛，D.，Phys。修订稿。，100, 235504 (2008)
[41] Degtyareva，V.F.，物理学。美国。，49, 369 (2006)
[42] 弗里曼，C.M。；Newsam，J.M。；莱文，S.M。；Catlow，C.R.A.，J.Mater。化学。，3, 531-535 (1993)
[43] Lloyd，L.D。；Johnston，R.L.，化学。物理。，236、107（1998年）
[44] Gale，J.D.，Z.Kristallogr。，220, 552 (2005)
[45] Sanders，M.J。；Leslie，M。；Catlow，C.R.A.，J.化学。社会化学。社区。，1271 (1984)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。