USPEX 10.5 manual

结构产生和变异操作

\(\triangleright \) variable symmetries

Meaning: 晶体可能的空间群,二维晶体/表面的平面群组,或者是团簇的点群。在该列表中用随机选择的对称群,用随机生成的晶格常数和原子坐标产生确定结构数。 在这个过程中,从普通位置上将生成特殊的威科夫(Wyckoff)位置(Fig. ??)。

Default:

  • 对三维晶体: 2-230

  • 对二维晶体/表面: 2-17

  • 团簇: E C2 D2 C4 C3 C6 T S2 Ch1 Cv2 S4 S6 Ch3 Th Ch2 Dh2 Ch4 D3 Ch6 O D4 Cv3 D6 Td Cv4 Dd3 Cv6 Oh Dd2 Dh3 Dh4 Dh6 Oh C5 S5 S10 Cv5 Ch5 D5 Dd5 Dh5 I Ih

Format:

% symmetries
195-198 200 215-230
% EndSymmetries

\includegraphics[scale=0.3]{pic/Wyckoff_positions}
Example of merging atoms onto special Wyckoff positions (from Ref. 12 ).

\(\triangleright \) variable fracGene

Meaning: 通过遗传所产生的结构所占的百分比; 0.1 means 10%, etc.

Default: 0.5

Format:

0.5 : fracGene

\(\triangleright \) variable fracRand

Meaning: 通过空间群随机产生的结构所占的百分比。

Default: 0.2

Format:

0.20 : fracRand

\(\triangleright \) variable fracTopRand

Meaning: 通过拓扑随机器产生的结构所占的百分比。

Default: 0.2

Format:

0.20 : fracTopRand

\(\triangleright \) variable fracPerm

Meaning: 通过置换所产生的结构所占的百分比;0.1 means 10%,etc.

Default: 0.1 如果有超过一种类型的原子/分子; 0 其他情况。

Format:

0.1: fracPerm

\(\triangleright \) variable fracAtomsMut

Meaning: 指定通过软模变异或交换所产生的机构所占的百分比。

Default: 0.1

Format:

0.1 : fracAtomsMut

注意: 你可以通过指定softMutTill用软模变异或协同变异。

\(\triangleright \) variable fracRotMut

Meaning: 通过分子取向变异所产生的结构所占的百分比。0.1代表10%,等等; 0.1 means 10%, etc.

Default: 0.1 对于分子晶体; 0 其他情况

Format:

0.1 : fracRotMut

\(\triangleright \) variable fracLatMut

Meaning: 由晶格变异所获得的结构的百分比。0.1代表10%,等等。; 0.1 means 10%, etc.

Default: 0 固定晶胞预测; 0.1 其他情况

Format:

0.1 : fracLatMut

注意: 如果所有分数的总和 (fracGene + fracRand + fracPerm + …) 不等于1,它们将会被重新调节。

\(\triangleright \) variable fracSpinMut

Meaning: 通过由自旋突变所产生的结构所占的百分比,0.1代表10%, 等等。

Default: 0.1

Format:

0.2 : fracSpin

注意:

(1)当运行一个自旋状态突变时,将会产生不同于初始磁性状态的新状态。 例如,在突变后,FM-L态绝对不会仍处在FM-L态,而可能会停留在NM和FM-H状态等等。 对AFM状态,在突变后可能仍处在AFM态,但是可能会伴随有原子的自旋向上或自旋向下的调整。 (2)新的状态突变的比率由 magRatio(磁性比率)决定。

\(\triangleright \) variable howManySwaps

Meaning: 对置换来说,互换原子对的数量由在1和howManySwaps 之间的统一分配所随机决定。

Default: 0.5\(\times \)(可能的互换原子对的最大值). 如果原子\(Na\)和\(Nb\),原子\(Nc\)和\(Nd\)发生了互换,那么可能的互换原子对的总数是 \(\min (Na,Nb)+\min (Nc,Nd)\),并且howManySwaps的默认设置为 \(0.5\times [\min (Na,Nb)+\min (Nc,Nd)]\)。在许多情况下,采用默认值是一个不错的选择。

Format:

5 : howManySwaps

\(\triangleright \) variable specificSwaps

Meaning: 明确在置换中允许哪种原子类型发生互换。

Default: 空行,这意味着没有明确的互换,所有的原子都发生了置换。

Format:

% specificSwaps
1 2
% EndSpecific

注意: 在这种情况下,第一种类型的原子可以与第二种类型的 原子发生互换。如果你想要尝试所有可能的互换,在该关键块里留一空行,或者删除这一部分。

\(\triangleright \) variable mutationDegree

Meaning: 在软模变异的位移的最大值的单位是 \(\text{\r{A}}\). 设置了软模变异和协同变异的最大位移矢量使其最大位移等于mutationDegree

Default: 3\(\times \)(平均原子半径)

Format:

2.5 : mutationDegree

\(\triangleright \) variable mutationRate

Meaning: 晶格变异的应变矩阵的标准偏差的极小值。应变矩阵部分从 高斯分布中随机选择,并且只允许取-1到1之间的值。晶格变异的本质上是把准动力学的 思想融入到了我们的方法中 22 ,新的结构是由一些 异质结构的晶胞扭曲产生的。不像在准动力学中,在我们的方法中,变形是不累积的, 所以弹性部分可以足够大去获得新结构。

Default: 0.5

Format:

0.5 : mutationRate

晶格变异与较弱的软模变异结合在一起时一个好选择:

\(\triangleright \) variable DisplaceInLatmutation

Meaning: 将软模变异指定为晶格变异的一部分, 并且设置最大位移的量级为 \(\text{\r{A}}\).

Default: 1.0

Format:

1.0 : DisplaceInLatmutation

\(\triangleright \) variable AutoFrac

Meaning: 程序根据计算的演变,自动分配对变量算符所占的百分比(参数控制)。 这使得计算速度加快了两倍左右。当要选择用户自定义变异操作时,设置AutoFrac=0。

Default: 0

Format:

1 : AutoFrac