Structure Prediction of Inorganic Nanoparticles with Predefined Architecture using a Genetic Algorithm
Structure Prediction of Inorganic Nanoparticles with Predefined Architecture using a Genetic Algorithm
复制标题
使用遗传算法预测具有预定义结构的无机纳米颗粒的结构
DOI:
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发表时间:
2004
期刊:
影响因子:
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通讯作者:
C. Catlow
中科院分区:
文献类型:
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作者:
S. Woodley;A. Sokol;C. Catlow
A multistage scheme has been developed for the structure prediction of viable clusters, where a genetic algorithm is implemented within the first stage to generate approximate structures that can be refined via direct energy minimisation techniques in a later stage. Inclusion and exclusion zones, regions of space where atoms are allowed and forbidden, respectively, are used to reduce the search space and to steer the predicted structures so that they have a predefined architecture, e.g. bubble-like as oppose to dense phase-like. In a final stage, electronic, rather than atomistic, calculations were performed. The method has successfully generated sets of stable II-VI semiconductor clusters (MX)n, with n ranging from 1 to 15. This method allows one to predict different types of morphology that may not necessarily contain the global minimum structure, but are of particular importance for small clusters in nature and the laboratory.
Strukturvorhersage bei anorganischen Nanopartikeln mit vordefinierter Architektur durch einen genetischen Algorithmus
Ein mehrstufiges Verfahren zur Strukturvorhersage von existenzfahigen Clustern wurde entwickelt, bei dem in der ersten Stufe ein genetischer Algorithmus zur Bildung von groben Strukturkandidaten implementiert ist, die in einem spateren Schritt mit Hilfe von direkten Energieminimierungsverfahren verfeinert werden konnen. Inklusions- und Exklusionszonen, d.h. raumliche Bereiche, in denen Atome erlaubt bzw. verboten sind, werden verwendet, um den Suchraum einzuschranken und die vorhergesagten Strukturen so zu steuern, dass sie eine vordefinierte Architektur aufweisen, z.B. blasenartige im Gegensatz zu dichten Phasen. In einem abschliesenden Schritt wurden elektronische Berechnungen durchgefuhrt. Die Methode hat erfolgreich Satze von stabilen II-VI-Halbleiterclustern (MX)n generiert, wobei n von 1 bis 15 reicht. Das Verfahren erlaubt es, verschiedene Typen von Morphologien vorherzusagen, die nicht notwendigerweise die globale Minimumstruktur enthalten, aber in der Natur und im Labor von besonderer Bedeutung fur kleine Cluster sind.