Gupta与Sutton-Chen势函数的金团簇稳定结构

纳米金团簇的尺寸与稳定结构是决定其独特催化活性的重要因素。采用由实验数据拟合的Gupta势函数及由密度泛函计算结果拟合参数的Sutton-Chen势函数来描述金团簇中金原子间相互作用。结合动态格点搜索算法(DLS)和自适应免疫优化算法(AIOA)2种高效优化算法(称之为AIOA-DLS算法),优化At_(38-90)团簇的最稳定结构。基于优化结果分析了其拓扑结构、生长规律及势能量的变化规律,并通过分析势能量二阶有限差分比较了2种势函数的差异性。

基于内核构建的Cu-Au-Pd团簇稳定结构优化

具有特殊催化、磁性和化学活性的三元合金团簇已成为基础科学研究的热点问题.确定其稳定结构是研究团簇性质的重要前提.针对大尺寸Cu-Au-Pd团簇结构优化,提出了内核构建的方法改进了自适应免疫优化算法的效率(称为AIOA-IC算法).采用基于紧束缚势二阶矩近似的多体Gupta势函数来描述三元合金团簇原子间相互作用.为测试算法效率优化了原子数为60的Ag-Pd-Pt团簇稳定结构.结果显示新得到的结构比文献报道的团簇结构势能量值更低,由此可知AIOA-IC算法具有更强的势能面搜索能力.运用该算法研究了38及55原子Cu-Au-Pd团簇的稳定结构.所研究的38原子Cu-Au-Pd团簇包含了五折叠、六折叠和截角八面体结构,并且原子成分比例影响了团簇的结构类型.而55原子Cu-Au-Pd团簇均为完整二十面体结构,序列参数显示Cu,Au和Pd原子分层现象明显.对于147原子Cu_(12)Au_(93)Pd_(42)团簇完整二十面体结构,中心原子为Au,内层和次外层分别被12个Cu原子和42个Pd原子占据,最外层则被92个Au原子占满.通过原子半径及表面能分析了Cu,Pd和Au原子分别倾向于分布在内层、次外层和最外层的规律.

改进的自适应免疫优化算法用于Pd-Pt合金团簇结构快速优化

Pd-Pt合金团簇在催化、光学和磁学等基础科学及应用领域吸引了广泛的研究兴趣,优化不同元素序列组成的最稳定结构是探究其特殊性质的首要任务.本文结合了启发式优化算法的优点及动态建模的思想,提出了一种自适应免疫优化算法(AIOA)的改进算法,称之为AIOA-BDLS-ILS算法,用于合金团簇结构快速优化.运用该算法优化标准的二元Lennard-Jones模型团簇结构以测试算法效率,结果表明与BDLS-ILS算法相比该算法更为高效.优化34原子Pd-Pt团簇时发现了12个能量更低的结构.此外,50及79原子Pd-Pt团簇中,十面体及外层密堆积的十面体构型为主要构型,还存在双面心立方结构及少量的不完整二十面体结构.序列参数显示Pd-Pt团簇中Pd和Pt分层现象明显.

(CuAu_3)_n和(Cu_3Au)_n(n=1～15)团簇基态能量和结构的Monte Carlo模拟研究

本文采用Monte Carlo方法和Gupta势函数对(CuAu_3)_n和(Cu_3Au)_n团簇的基态能量和结构进行了模拟研究,通过计算平均结合能、结合能的一阶差分和二阶差分,分析了团簇的稳定性.结果表明:(Cu_3Au)_n和(CuAu_3)_n团簇都为立体结构,都是以二十面体为基础形成的;(Cu_3Au)_n和(CuAu_3)_n团簇结构中金原子都有位于团簇表面的倾向;这两类团簇结构的区别在于:在(Cu_3Au)_n团簇中,铜一金原子混合程度高;而(CuAu_3)_n团簇中,形成金原子位于表层,铜原子位于中心的层状结构;且当n=3、5、7、9时,(Cu_3Au)_n和(CuAu_3)_n团簇在各自的序列中相对稳定性较邻近团簇高,特别是n=7的团簇,相对稳定性最高.

基于多变量最小二乘法和粒子群优化的金团簇结构预测

团簇科学是凝聚态物理领域中非常重要的研究方向,该文以金属团簇金Au20为研究对象,利用999组已知的结构数据,运用最小二乘法通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配简便地求得未知的模型参数,进而建立金团簇Au20的Gupta能量预测模型。结合金团簇的能量预测模型,利用粒子群优化算法进行对原子结构进行优化,最终运用VMD软件进行金团簇的全局最优结构重构,验证模型的有效性和可行性。

银金钯铂组成对三元金属团簇结构的影响

纳米合金团簇的结构研究为具有特殊的光、电、磁和催化材料设计奠定了重要的理论依据。优化了含有Ag、Au、Pd和Pt原子的三元金属团簇稳定结构,并分析了不同类型原子组成对三元团簇结构的影响。采用Gupta势函数描述由这4种金属原子构成的相同类型原子间及异种类型原子间相互作用。使用自适应免疫优化算法优化Ag26、Au26、Pd26、Pt26团簇以及Ag10AunPd16-n、Ag10AunPt16-n、Ag10PdnPt16-n与Au10PdnPt16-n(n=0-16)金属团簇稳定结构。并通过势能量二阶有限差分值分析这些团簇结构的相对稳定性。

三元Ag-Pd-Pt团簇结构优化

改进了用于模拟二元金属团簇稳定结构的自适应免疫优化算法(称为Tri-AIOA),并将其应用于三元金属Ag-Pd-Pt团簇的结构优化。对原子数为19的Ag-Pd-Pt团簇的优化结果表明,Tri-AIOA具有较强的优化能力和效率。该方法也被用于模拟原子数为55的Ag_nPd_(43)Pt_(12)(n=1-42)团簇稳定结构,优化结果被分为27个Mackay二十面体结构、4个五折叠饼状结构、以及11个由3个双二十面体面面相连构成的环状结构。优化结果为Ag-Pd-Pt团簇的性质研究提供了理论依据。