报告题目：第一原理高通量计算方法在合金结构搜索中的应用

报 告 人：杨小宝教授，华南理工大学

报告时间：2017-10-23, 15:00

报告地点：理科楼C109

报告摘要：

在理论研究中，确定合金的稳定结构仍存在较大的困难。在本报告中，本人将结合第一原理的高通量计算以及蒙特卡洛树搜索等方法，介绍一下如何寻找稳定性较高、性能优异的合金和纳米团簇，主要包括：（1）提出了有效检查结构等价性的方法，缩短判断结构等价性需要的时间； （2）从大量样本的第一原理计算结果中通过结构识别引入子结构，并提出随浓度变化的相互作用模型，使模型预测和第一原理计算结果符合；（3）结合蒙特卡洛树的搜索方法，在有限的计算时间内得到最大程度的接近遍历的搜索，并用第一原理计算对结构稳定、性能优异的候选结构进行验证。

运用上述方法，我们重点研究了硼纳米结构和碳族纳米材料。稳定的硼平面纳米结构是三角晶格碎片加上合适比例的空位，对应的是硼原子和空位形成的“合金”结构，我们确定了不同尺寸下稳定的硼团簇结构，并讨论了在不同衬底下硼平面结构的演化，预测了一系列具有半导体特性的硼平面单层结构，进一步展示了硼结构多样性对电子结构的重要影响。对于碳族相关体系，我们确定了不同数目硼、氮原子在富勒烯体系上替换掺杂的稳定结构，也讨论了硅锗体系微观结构在不同稳定下的演化。对于石墨烯团簇，我们提出了有效描述体系电子性质的模型，实现了基于性能的结构搜索，并将该方法推广到其他相关体系。