結晶構造のコンピューターシミュレーションUSPEX
結晶構造のコンピューターシミュレーションUSPEX.
結晶構造のコンピュータシミュレーションの方法USPEXは、材料の化学組成の知識に基づいてのみ、圧力と温度の任意の条件下での材料の結晶構造を予測することを可能にします。.
結晶構造のコンピューターシミュレーションUSPEX:
科学者は開発しました 結晶構造のコンピューターモデル さまざまな材料のUSPEX.
結晶構造のコンピュータシミュレーションの方法USPEX 結晶構造を予測することができます 材料の 材料の化学組成の知識のみに基づいて、圧力と温度の任意の条件下で (つまり、. 名前の知識に基づいてのみ 化学元素のに含まれています 素材), また、検索する 材料 必要な物理的 (機械的, 電子) プロパティ.
USPEX法は、通常の結晶構造に加えて結晶構造を予測します 材料 また、以下の材料の構造: ナノ粒子, ポリマー, 表面, 粒界, 2Dクリスタル, 分子結晶 (非常に複雑な分子を含むものを含む). 彼はまた、安定した化合物の結晶構造を予測しました, 準安定.
結晶構造の予測 検索の重要な科学的問題を解決します 材料の 望ましい特性を持ち、特定の温度と圧力の条件下でそれらの特性を研究します (つまり、. 高温および極端な温度と圧力の条件下で). 伝統的に, これは、一連のテストと実験を実施することで解決されました.
USPEXメソッドは、必要なものを見つけるために、さまざまな時間と費用のかかるテストと実験を除外します 物質 と構造. 科学者はあなたのリソースと時間を大幅に節約することができます.
USPEXメソッドはコンピュータプログラムと特別な進化的アルゴリズムとして実装されています, その本質は、最も安定した構造を見つけることに要約されます, つまり、. 最も低い物質の状態の計算に エネルギー. アルゴリズムでは、USPEXは密度汎関数理論を使用します, 簡素化することができます 計算.
進化論的アプローチアルゴリズムUSPEXは、最初に少数の構造の生成とそれらの計算を含みます エネルギー. 最高のエネルギーを持つ構造のバージョン (したがって、最も安定性が低い) それ以上の計算から削除されます. 最も低い構造 エネルギー (したがって、最も安定しています) 同様の構造を生成するために使用されます, これも同じ方法で計算されます. 同時に、検索を続行するためのランダムアルゴリズムは、新しい構造を生成します (つまり、. 新しい人口) 適切な計算のために. したがって、, 最も低い検索構造のサイクル エネルギー 検索タスクが失敗する限り、何度も繰り返されます.
正しい構造を見つけるタスク以来 問題の 何十億ものオプションを繰り返す必要があります, したがって、時間がかかり、従来のアルゴリズムでは対処できません。, 進化的アプローチに基づくUSPEXアルゴリズム, 目的のオプションをすばやく見つける.
そう, 最初にUSPEXメソッドを使用している科学者 2014 これまで知られていなかった安定なホウ素化合物とマンガンの存在が理論的に予測されました–式MnB3のマンガンのホウ化物. 将来は, これの存在 化合物 実験的に確認された.
ソースへのリンク:
ソースへのリンクは次のとおりです:
https://uspex-team.org/ru/uspex/overview ; https://biomolecula.ru/articles/laboratoriia-kompiuternogo-dizaina-materialov-chto-mozhet-dat-uspex#source-1 .
注意: ©写真 ,
