USPEX 10.5 manual

USPEX的特点

  • 仅给定化学组分,预测稳定和亚稳结构。可同时预测稳定组分及结构。

  • 结合已知信息进行结构预测:

    • 根据实验已知晶胞参数,或固定晶胞形状,又或固定晶胞体积进行约束性结构搜索(详见 ??);

    • 基于已知或假想结构进行结构搜索(详见 ??);

    • 依据预设分子进行结构搜索(详见 5.3)。

  • 有效的束缚技术,可以消除搜索空间中的非物理的和多余的区域。晶胞精简技术(Oganov & Glass,2008)。

  • 指纹函数技术。(Oganov & Valle, 2009; Lyakhov, Oganov, Valle, 2010)。 详见 ??.

  • 通过完全随机的方式,或使用空间群和晶胞分裂技术产生初始结构(Lyakhov,
    Oganov,Valle,2010)。基于强大的拓扑结构技术产生初始结构(Bushlanov,Blatov,
    Oganov,2018)。

  • 结果在线分析:空间群的确定(输出CIF文件)(详见 ??),计算硬度、有序参量等。

  • 预测纳米颗粒和表面重构结构。详见 ??。

  • 续算功能。可以从任何终止的时刻开启续算(详见 ??)。

  • 基于STM4代码(由M. Valle开发)对USPEX结果文件进行可视化和分析,该代码与USPEX完全对接(详见 ??).

  • USPEX与VASP、SIESTA、GULP、LAMMPS、DMACRYS、CP2K、Abinit、 CRYSTAL、 Quantum Espresso、 FHI-aims、ATK、CASTEP、Tinker、MOPAC 等代码都有接口,详见 ??。

  • 可以从本地的工作站向远程集群和超算提交作业。详见 ??。

  • 可以选择使用USPEX算法(默认算法),随机取样法,修正粒子群优化法(??), 进化赝动力学法(??)以及类最小跳跃法来进行结构预测。可以使用 进化赝动力学法,变胞NEB法(??)和TPS法(??)预测相变路径。USPEX同时提供一种快速的几何映射方法预测最优可能的相变机制。

  • 除了能量外,USPEX还可以选择以其他物理性质作为优化函数 - 例如,硬度(Lyakhov & Oganov, 2011)、密度(Zhu等,2011)、带隙和介电常数(Zeng等
    ,2014)以及许多其它性质。

  • 为了方便开发者和用户,USPEX是一个基于MATLAB的代码同时它也能在Octave (一个类似于MATLAB环境的免费软件)——用户不需要进行任何编译,为了加强 MATLAB版本的兼容性,只使用了基本的MATLAB命令。USPEX代码已经在MATLAB2012 版至2015版和Octave 3.4(新的Octave版本将不被支持)进行了开发和测试。

  • 从9.4.1版本开始,USPEX开发了基于Python指令的作业运行模块(USPEX-Python),提供了许多有用的命令行选项。