Kristal yapıların bilgisayar simülasyonu USPEX
Kristal yapıların bilgisayar simülasyonu USPEX.
Kristal yapıların bilgisayar simülasyonu yöntemi USPEX, yalnızca malzemenin kimyasal bileşimi bilgisi temelinde keyfi basınç ve sıcaklık koşulları altında malzemelerin kristal yapısının tahmin edilmesine izin verir..
Kristal yapıların bilgisayar simülasyonu USPEX
Kristal yapıların bilgisayar simülasyonu USPEX:
Bilim adamları geliştirdi kristal yapıların bilgisayar modelleri çeşitli malzemelerden USPEX.
USPEX kristal yapılarının bilgisayar simülasyonu yöntemi kristal yapının tahmin edilmesini sağlar malzemelerin keyfi basınç ve sıcaklık koşulları altında, yalnızca malzemenin kimyasal bileşimi bilgisi temelinde (yani. sadece isimlerin bilgisi temelinde kimyasal elementlerindahil malzeme), ve ayrıca aramak için malzemeler gerekli fiziksel (mekanik, elektronik) özellikleri.
USPEX yöntemi, alışılmışın yanı sıra kristal yapıları da malzemeler ve ayrıca aşağıdaki malzemelerin yapısı: nanopartiküller, polimerler, yüzeyler, tane sınırları, 2D-kristaller, moleküler kristaller (çok karmaşık moleküller içerenler dahil). Ayrıca kararlı bileşiklerin kristal yapısını da tahmin etti, ve yarı kararlı.
Kristal yapıların tahmini araştırmanın önemli bir bilimsel problemini çözer malzemelerin İstenilen özelliklere sahip ve özelliklerini belirli sıcaklık ve basınç koşulları altında inceleyin (yani. yüksek ve aşırı sıcaklık ve basınç koşulları altında). Geleneksel olarak, bu bir dizi test ve deney yapılarak çözüldü.
USPEX yöntemi, gerekli olanı bulmak için çeşitli uzun ve maliyetli testleri ve deneyleri hariç tutar. madde ve yapı. Bilim insanlarının kaynaklarınızdan ve zamandan önemli ölçüde tasarruf etmesini sağlar.
USPEX yöntemi bir bilgisayar programı ve özel bir evrimsel algoritma olarak uygulanmaktadır., özü, en kararlı yapıyı bulmaya indirgiyor, yani. en düşük olan böyle bir maddenin durumunun hesaplanmasına enerji. Algoritmada USPEX, fonksiyonel yoğunluk teorisini kullanır, basitleştirmeye izin veren hesaplamalar.
Evrimsel yaklaşım, USPEX algoritması, ilk önce az sayıda yapının oluşturulmasını ve bunların hesaplanmasını içerir. enerji. En yüksek enerjiye sahip yapıların versiyonları (ve bu nedenle en az kararlı) sonraki hesaplamalardan çıkarılır. En düşük yapılar enerji (ve bu nedenle en kararlı) benzer yapılar oluşturmak için kullanılır, aynı şekilde hesaplanır. Aynı zamanda rasgele algoritma aramaya devam etmek için yeni bir yapı oluşturur (yani. yeni popülasyonlar) uygun hesaplamalar için. Böylece, en düşük arama yapısının döngüsü enerji arama görevi başarısız olduğu sürece tekrar tekrar tekrar edilir.
Doğru yapıyı bulma görevinden beri maddenin milyarlarca ve milyarlarca seçeneği yinelemeyi gerektirir, ve bu nedenle zaman alıcıdır ve geleneksel algoritmalar bununla baş edemez, evrimsel yaklaşıma dayalı USPEX algoritması, istenen seçeneği hızlıca bulun.
Yani, bilim adamları başlangıçta USPEX yöntemini kullanıyor 2014 teorik olarak önceden bilinmeyen stabil bor bileşiklerinin ve manganez borürünün varlığı MnB3 formülüyle tahmin edildi.. Gelecekte, bunun varlığı bileşik deneysel olarak doğrulandı.
Kaynaklara bağlantılar:
İşte kaynakların bağlantıları:
https://uspex-team.org/ru/uspex/overview ; https://biomolecula.ru/articles/laboratoriia-kompiuternogo-dizaina-materialov-chto-mozhet-dat-uspex#source-1 .
Not: © Fotoğraf ,
