Development of an evolutionary algorithm for crystal structure prediction

• Main Author: Bahmann, Silvia
• Other Authors: TU Bergakademie Freiberg, Chemie und Physik
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola" 2014
• Subjects: Evolutionärer Algorithmus; Evolutionsstrategie; EVO; Kristallstrukturvorhersage; Evolutionary algorithm; evolutionary strategy; crystal structure prediction; ddc:540; Kristallstruktur; Berechnung
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-141596; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-141596; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/14159/main_genehmigt.pdf

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der theoretischen Vorhersage neuer Materialien. Ein evolutionärer Algorithmus, der zur Lösung dieses globalen Optimierungsproblems Konzepte der natürlichen Evolution imitiert, wurde entwickelt und ist als Programmpaket EVO frei verfügbar. EVO findet zuverlässig sowohl bekannte als auch neuartige Kristallstrukturen. Beispielsweise wurden die Strukturen von Germaniumnitrofluorid, einer neue Borschicht und mit dem gekreuzten Graphen einer bisher unbekannte Kohlenstoffstruktur gefunden. Ferner wurde in der Arbeit gezeigt, dass das reine Auffinden solcher Strukturen der erste Teil einer erfolgreichen Vorhersage ist. Weitere aufwendige Berechnungen sind nötig, die Aufschluss über die Stabilität der hypothetischen Struktur geben und Aussagen über zu erwartende Materialeigenschaften liefern.