Simulation informatique des structures cristallines USPEX
Simulation informatique des structures cristallines USPEX.
La méthode de simulation informatique des structures cristallines USPEX permet de prédire la structure cristalline des matériaux dans des conditions arbitraires de pression et de température uniquement sur la base de la connaissance de la composition chimique du matériau.
Simulation informatique des structures cristallines USPEX
Simulation informatique des structures cristallines USPEX:
Les scientifiques ont développé modèles informatiques des structures cristallines de divers matériaux USPEX.
La méthode de simulation informatique des structures cristallines USPEX permet de prédire la structure cristalline de matériaux dans des conditions arbitraires de pression et de température uniquement sur la base de la connaissance de la composition chimique du matériau (c'est à dire. uniquement sur la base de la connaissance des noms d'éléments chimiquesinclus dans le Matériel), et aussi pour rechercher matériaux avec le physique nécessaire (mécanique, électronique) Propriétés.
La méthode USPEX prédit les structures cristallines en plus des matériaux et aussi la structure des matériaux suivants: nanoparticules, les polymères, les surfaces, joints de grains, 2Cristaux D, cristaux moléculaires (y compris ceux contenant des molécules très complexes). Il a également prédit la structure cristalline des composés stables, et métastable.
Prédiction des structures cristallines résout un problème scientifique important de la recherche de matériaux avec les propriétés souhaitées et étudier leurs propriétés dans certaines conditions de température et de pression (c'est à dire. dans des conditions de températures et pressions élevées et extrêmes). Traditionnellement, ceci a été résolu en menant une série de tests et d'expériences.
La méthode USPEX exclut divers tests et expériences longs et coûteux afin de trouver les substance et structure. Il permet aux scientifiques d'économiser considérablement vos ressources et votre temps.
La méthode USPEX est implémentée sous forme de programme informatique et d'algorithme d'évolution spécial, dont l'essence se résume à trouver la structure la plus stable, c'est à dire. au calcul d'un tel état de la matière qui a le plus bas énergie. Dans l'algorithme, USPEX utilise la théorie de la fonctionnelle de densité, ce qui permet de simplifier les calculs.
Approche évolutive l'algorithme USPEX implique d'abord la génération d'un petit nombre de structures et le calcul de leur énergie. Versions des structures avec la plus haute énergie (et donc le moins stable) sont supprimés des calculs ultérieurs. Structures avec le plus bas énergie (et donc le plus stable) sont utilisés pour générer des structures similaires, qui sont également calculés de la même manière. Dans le même temps, l'algorithme aléatoire pour continuer la recherche génère une nouvelle structure (c'est à dire. nouvelles populations) pour les calculs appropriés. Donc, le cycle de la structure de recherche avec le plus bas énergie est répété encore et encore tant que la tâche de recherche échouera.
Depuis la tâche de trouver la bonne structure de la matière nécessite de parcourir des milliards et des milliards d'options, et donc chronophage et les algorithmes traditionnels ne peuvent pas y faire face, l'algorithme USPEX basé sur une approche évolutive, trouver rapidement l'option souhaitée.
Alors, scientifiques utilisant initialement la méthode USPEX 2014 a été théoriquement prédit l'existence d'un composé de bore stable jusque-là inconnu et de manganèse - borure de manganèse de formule MnB3. A l'avenir, la présence de ce composé a été confirmé expérimentalement.
Liens vers les sources:
Voici les liens vers les sources:
https://uspex-team.org/ru/uspex/overview ; https://biomolecula.ru/articles/laboratoriia-kompiuternogo-dizaina-materialov-chto-mozhet-dat-uspex#source-1 .
Remarque: © Photo ,
