金团簇结构的人工蜂群算法研究

采用具有群体智能的蜂群优化算法(ABC)结合半经验Gupta原子间相互作用势对金团簇Au_n(n=2~100)的稳定结构、结合能(Eb)、平均结合能(Eab)、平均间距(ra)、对称性(PG)、一阶差分(ΔE1)和二阶差分(ΔE2)进行了研究.结果表明:一、ABC算法在中小尺度团簇上具有良好的全局寻优能力,其与遗传算法(GA)、动态格点搜索(DLS)等算法结果吻合非常好,当团簇尺度增大时,与其它算法一样,标准ABC算法的全局最优搜索能力也逐渐减弱;二、ABC算法中三参数取值对最优解获取有直接影响,当团簇尺度n小于60时,中等参数值即能获得最优解,当n大于60时,为平衡计算时间和精度,较大的最大迭代次数(g_(max))、中等或偏小的可行解尺度(SN)和最大侦查蜂数目(glimit)取值是一种较好的选择;三、通过对ABC和文献结果比较,几个金团簇的新低能结构被提出和确认,另外,本文首次对Au_(91)~Au_(99)进行了系统描述.     

金团簇结构的人工蜂群算法研究

采用具有群体智能的蜂群优化算法(ABC)结合半经验Gupta原子间相互作用势对金团簇Aun(n=2~100)的稳定结构、结合能(Eb)、平均结合能(Eab)、平均间距(ra)、对称性(PG)、一阶差分(∆E1)和二阶差分(∆E2)进行了研究。结果表明: 一、ABC算法在中小尺度团簇上具有良好的全局寻优能力,其与遗传算法(GA)、动态格点搜索(DLS)等算法结果吻合非常好,当团簇尺度增大时,与其它算法一样,标准ABC算法的全局最优搜索能力也逐渐减弱;二、ABC算法中三参数取值对最优解获取有直接影响,当团簇尺度n小于60时,中等参数值即能获得最优解,当n大于60时,为平衡计算时间和精度,较大的最大迭代次数(gmax)、中等或偏小的可行解尺度(SN)和最大侦查蜂数目(glimit)取值是一种较好的选择;三、通过对ABC和文献结果比较,几个金团簇的新低能结构被提出和确认,另外,本文首次对Au91~Au99进行了系统描述。     

金团簇结构和电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论,研究了Aun(2≤n≤10)团簇的最优结构和电子性质.采用各种不同的拓扑结构进行优化,计算结果显示最优结构都是二维的;在得到的最优结构基础上,进一步研究了其电子性质.结合能的二阶差分,费米能和能隙都显示了奇偶谐振效应.具有偶数个原子的金团簇要比奇数个原子的金团簇稳定,这与金团簇中的电子配对紧密相关.     

金团簇碰撞并合过程的分子动力学模拟研究

采用微正则系综理论和嵌入原子模型计算了原子数为16-152之间7个Aun团簇碰撞合并过程。结果表明：碰撞能量大于0.3eV时,团簇处于熔融态,碰撞能量是合并过程的主导因素,碰撞能量小于0.3eV时,团簇处于凝固态,碰撞能量和结合能共同影响合并过程;碰撞能量小于0.1eV时,在结合能作用下,团簇结构随碰撞能量增加发生变化,其中壳层结构势能较低,稳定性较好。     

笼状金团簇的休克尔模型研究

这篇文章分别用简单和扩展休克尔模型处理四种具有较大尺寸的笼状Au团簇（Au32,Au42,Au50,Au72）,这四种团簇经理论计算预言具有较高的稳定性. 将两种休克尔模型计算得到的能级分布,最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道（LUMO）之间能隙,以及平均结合能与密度泛函理论的计算结果进行比较,探讨了采用休克尔模型研究笼状Au团簇的适用性,进而讨论了这些笼状团簇的球形芳香性.     

遗传算法结合不同势研究Irn(n=2-60)团簇结构特性

采用Gupta势和Sutton-Chen势结合遗传算法系统地研究了Irn(n=2～60)团簇的基态结构特性.结果表明:在所讨论的尺寸范围内,n≥4时Gupta势比Sutton-Chan势描述的铱团簇的平均束缚能稍高;n=2～60间,大部分Ir团簇在两种势下具有相同的几何结构,在n=22、29、35、37时两种势描述的团簇对称性不同.两类势都表明:在铱团簇的生长中,存在类Ih构型、类fcc构型和类十五面体构型之间的竞争;总体上,铱团簇的平均束缚能、平均近邻原子间距及平均配位数均随原子数目的增加而增大.两种势所描述的铱团簇具有相同的幻数序列(13、19、23、38和55).     

过渡金属Co、Rh、Ir团簇结构演化行为

采用Gupta原子间相互作用势结合最速下降法,对四种典型几何结构:Ih、Dh、Fcc-oct及Hcp,研究了尺寸介于13到60000个原子之间的同族元素Co、Rh与Ir团簇的结构演化特性.结果表明:对于小团簇,Ih结构占优势,其次是Dh结构.在团簇尺寸很大时,Fcc-oct结构和Hcp结构占优势,二者相互竞争.在向晶体结构演化的过程中,尺寸在1800个原子时Rh团簇已呈现晶体结构,而Co和Ir团簇在包含直到60000个原子时仍未达到其晶体结构.     

不同势下铱团簇结构和熔化行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法及淬火技术,结合Gupta势和Sutton-Chen势,模拟研究了包含13,14,55,56,147及148个原子数的铱团簇的熔化行为. 结果表明,Gupta势和Sutton-Chen势对所研究的Ir团簇的基态几何结构和熔化行为给出了基本一致的描述：两种不同势给出了完全相同的基态几何结构;两种势给出的Ir团簇熔点及预熔化区间随团簇尺寸的变化关系基本一致;对于小Ir_n团簇（n=13,14）两类势均表现出比热峰值相对于均方根键长涨落饱和值滞后的现象. 但是 关键词： 铱团簇 分子动力学 Gupta势和Sutton-Chen势 熔化     

Al196团簇结构及熔化行为的分子动力学模拟

运用分子动力学方法结合退火及淬火技术,采用半经验的Gupta原子间多体势,系统研究了Al₁₉₆团簇的熔化特性.模拟结果表明:从不同的初始结构出发得到的熔化行为明显不同.从较低能量稳定结构出发,会出现明显的比热呈现双峰的熔化行为;而从基态或接近于基态的低能稳定结构出发.则呈现出比热显示单峰的熔化现象.通过分析不同温度点上团簇淬火结构的势能分布图给出了Al₁₉₆团簇的不同（比热出现双峰或单峰）熔化行为的成因.     

利用Gupta势研究ConCu13-n (n=1～12)混合团簇的基态结构和熔化行为

利用Gupta多体相互作用势结合遗传算法和分子动力学方法模拟研究了ConCu13-n(n==0～13)单质及混合团簇的基态结构和熔化行为,结果表明:ConCu13-n(n=1～12)混合团簇的基态结构均是在单质Co13、Cu13基态二十面体基础之上的畸变,Co原子先占据中心后占据表面,表面上的Co原子总连接在一起,抱团分布;分析二级差分能和混合能发现Co1Cu12、Co7C6具有相对高的稳定性,可视为幻数结构团簇;ConCu13-n(n=1～12)混合团簇的熔点均位于Co13、Cu12单质团簇的熔点之间,且随着Co原子数目的增多总体呈上升趋势,但在n=3时出现反常(熔点降低),这可归因于Co3Cu10的基态与第一激发态之间的能量差远小于Co2Cu11的相应值.     

利用Gupta势结合遗传算法研究ConCu55－n(n=0—55)混合团簇的结构演化及基态能量

采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法对Co_nCu_55－n(n=0—55)混合团簇的基态结构和能量进行了研究,发现这些混合团簇的基态结构是在Co₅₅,Cu₅₅单质团簇(Mackay二十面体)的基础之上发生的畸变;从n=0(Cu₅₅)开始,Co原子从中心到表面,从棱到顶点依次、连续替换Cu原子;基态结构与键能较大键的数目及其平均键长有关;Co₁₃Cu₄₂具有最稳定的结构,13个Co原子全部位于团簇内部形成Mackay二十面体对整个团簇的稳定性有显著影响. 关键词： 团簇 结构和能量 Gupta势 遗传算法     

(C60)N团簇稳定结构的遗传算法研究

采用Pacheco-Ramalho相互作用势,结合改进的遗传算法研究了(C60)N团簇(N=3～25)的稳定结构与“幻数“序列,并研究了(C60)N 团簇的势能变化.结果表明:团簇的稳定结构与构成团簇的C60分子数目有密切的关系.随着C60分子数目的增大,团簇的稳态结构呈现出由层状变为壳状,然后又转变为层状结构的变化趋势.随着组成C60分子数的增多,团簇中分子的平均势能呈下降的趋势,下降的幅度随着分子数的增大而越来越小.     

自适应免疫优化算法研究大尺寸Cu-Au合金团簇稳定结构

合金团簇所具备的催化和光学等方面特性与团簇的尺寸、元素组成和元素序列密切关联,因而确定其稳定结构是研究纳米团簇合金性质的首要任务.本文利用基于内核构建的自适应免疫优化算法研究了完整元素组成的CunAum(n+m=61及79)二元合金团簇的稳定结构.应用多体Gupta势函数描述Cu-Au团簇原子间的相互作用.研究结果表明:对于CunAum(n+m=61)团簇,除了当n=12-15时为由三个双二十面体面面相连组成的环状结构外,其余均为二十面体结构.原子总数为79的Cu-Au合金团簇包括堆积缺陷的面心立方结构、双面心立方结构、二十面体、十面体和由四个双二十面体面面相连组成的环状结构.且当Au原子比例高和低时其主要构型分别为二十面体和十面体.此外,还分析了Cu-Au合金团簇结构势能量的分布情况及团簇的相对稳定性.原子分布规律显示Cu原子趋于占据内层,而Au原子趋向于分布在外层.     

混合团簇Cu13-nAgn(n≤13)基态结构的遗传算法研究

在混合团簇基态结构优化的遗传算法方案中增加了交换算子,结合Gupta紧束缚模型势研究了Cu13-nAgn团簇的最低能量结构,选择合适的交换和杂交概率,可有效地提高优化效率,优化结果表明,Cu13和Ag13是全对称的二十面体,n=1～10的混合团簇能形成稳定结构,其构型是在二十面体基础上发生畸变,Cu原子趋于处在团簇中心,随着Ag原子数目的增加,原子间的平均距离单调增加,团簇的结合能单调减小,Cu2Ag11和CuAg12只存在亚稳结构.     

Irn(n=2-25)团簇基态结构的遗传算法研究

用遗传算法结合Gupta紧束缚模型势研究了Irn(n=2-25)团簇的基态结构.分析了Irn(n=2-25)团簇的基态结构随团簇尺寸的变化规律.计算结果表明,Irn(n=2-25)团簇的每个原子的平均束缚能和平均第一近邻随团簇尺寸的增加而增大,以总束缚能的二阶差分为判据,Irn(n=2-25)团簇的幻数是4、7、9、13、15、19、23.     

The geometry structures and electronic properties of Li_mB_n(m+n=12) clusters

The geometric structures, electronic properties, total and binding energies, harmonic frequencies, the highest occupied molecular orbital to the lowest unoccupied molecular orbital energy gaps, and the vertical ionization potential energies of small LimBn （m＋ n = 12） clusters were investigated by the density functional theory B3LYP with a 6-31 I＋G （2d, 2p） basis set. All the calculations were performed using the Gaussian09 program. For the study of the LimBn clusters, the global minimum of the B 12 cluster was chosen as the starting point and the boron atoms were gradually replaced by Li atoms. The results showed that as the number of Li atoms increased, the stability of the LimBn cluster decreased and the physical and chemical properties became more active. In addition, on average there was a large charge transfer from the Li atoms to the B atoms.     

基于改进ABC的LSSVM氧化还原电位预测研究

针对氧化还原电位对于生物氧化提金预处理过程的控制和优化具有重要作用,提出了一种基于改进的ABC算法优化最小二乘支持向量机的预测方法。该算法是在标准人工蜂群算法的基础上,通过引入欧氏距离,使得在一定邻域内观察蜂采用不同于雇佣蜂的搜索策略。采用改进的ABC算法优化最小二乘支持向量机的参数,取得最优解并赋予最小二乘支持向量机进行预测。以新疆某金矿的生产数据进行仿真研究,结果表明：基于改进的ABC算法优化的最小二乘支持向量机具有较高的预测精度,该方法能使模型取得较好的预测效果。     

密度泛函理论研究不对称簇合物(CH3BrBN3)n (n=1-6)的结构和稳定性

为了寻求制备BN材料的单一源前驱体,用密度泛函理论DFT方法计算研究不对称簇合物(CH3BrBN3)n (n=1-6)的几何构型、相对稳定性和热力学性质。当n≥2时,B原子和Nα原子容易成键,形成环状结构。通过计算分析体系的二阶差分能量而判断其相对稳定性。分析温度对体系热力学函数的影响,由焓变可知,室温下由单体形成稳定的多聚体(CH3BrBN3)n (n=2-6)在热力学上有利。同时,探讨了簇合物尺寸大小对结构和性质的影响。这些结果将有助于设计和合成其它不对称叠氮硼类簇合物。