《自適應CALYPSO結構預測方法及套用》是依託吉林大學，由王彥超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自適應CALYPSO結構預測方法及套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王彥超
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
材料的微觀結構是深入理解其巨觀物理和化學性質的最基本信息，是開展新型功能材料設計的基礎。因此發展只根據材料化學組分高效的理論結構預測方法至關重要。申請人所在課題組前期基於晶體對稱性的分類檢索思想，引入基於粒子群最佳化算法的群智理論，提出並發展了CALYPSO材料結構預測方法和軟體。該方法在預測中小尺度材料（胞內原子數＜100）結構上取得較好效果。但由於第一性原理總能計算方法比較耗時，導致CALYPSO結構預測方法在預測大體系結構時還存在一些困難。本項目擬基於前期發展的CALYPSO結構預測方法，引入自適應經驗勢模型和結構-經驗勢資料庫技術，發展高效的自適應CALYPSO結構預測新方法, 為預測複雜大尺度材料的結構提供技術支持。同時編寫具有自主智慧財產權的自適應CALYPSO結構預測程式，並集成於CALYPSO軟體包。後續套用該方法預測Fe和鹼土金屬Mg的合金結構，以期在套用中完善該方法。
結題摘要
發展材料微觀結構預測方法對於理解材料的性質極為重要。但由於第一性原理總能計算方法計算成本較高,導致前期發展的CALYPSO方法在預測大體系結構時還存在一些困難。本項目基於前期發展的CALYPSO結構預測方法,結合原子嵌入勢以及自主發展的無軌道密度泛函ATLAS方法，發展了自適應CALYPSO結構預測新方法, 並基於該方法編寫具有自主智慧財產權的自適應結構預測程式, 集成於CALYPSO軟體包。同時套用CALYPSO方法和軟體開展了若干複雜體系的結構設計工作, 獲得了若干創新性的研究成果, 主要包括：（1）發展了利用第一性原理計算的能量和原子受力對原子嵌入勢進行擬合的經驗勢擬合新方法，並基於該方法編寫了具有我國自主產權的經驗勢擬合程式；（2）發展了基於無軌道密度泛函的第一性原理方法和軟體（ATLAS），並且已經完成了該軟體和自主發展的基於粒子群最佳化算法的結構預測程式(CALYPSO)相結合的代碼編寫工作；（3）確定了一系列化合物（如SrH、CaLi2和SrO2等）體系的基態結構，為實驗合成提供理論指導。 項目執行期間, 共發表標註項目號的SCI論文18篇，其中，影響因子大於7.0的SCI論文4篇，大於3.0的SCI文章13篇，包括Physical Review X 1篇，Nanoscale 2篇，Journal of Materials Chemistry A 1篇，Journal of Physical Chemistry C 2篇，Scientific Reports 1篇；在國際/國內學術會議做特邀報告13次。項目負責人於2015年以第三完成人獲得國家自然科學二等獎。
