周丽娟

摘要：本文综述了高压下晶体结构预测的一些算法，以及这些算法的优缺点，并介绍了一些可用于进行晶体结构预测的程序及其研究的范围、使用的算法和部分研究成果。

Abstract： This paper summarizes the algorithms of crystal structure prediction under high pressure， as well as the advantages and disadvantages of these algorithms， and introduces some crystal structures can be used to predict the scope of application and research， using the algorithm and some research results.

关键词：镁；高压相变；晶体材料

Key words： Mg；high pressure phase transition；crystal material

中图分类号：TF822 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0258-03

0 引言

随着科技的发展，人们对材料性能的要求也越来越高，尤其是需要材料在极端条件下（如高温、高压）仍具有良好的性能。众所周知，材料的组织结构决定其性能，以前主要是通过改变温度来调整固态材料的组织结构，以获得所期望的性能，由于技术和设备的原因，参量压力的作用却很少被关注，而预测高压下材料的晶体结构将成为首要解决的问题。通过第一原理方法就可以解决传统实验所不能解决的问题来预测压力作用下晶体结构的转变。一方面，通过第一原理计算能够为材料的设计及合成提供重要的理论依据，另一方面，从材料的组织结构入手，揭示其内部微观结构的演化规律，对材料性能的研究具有极其重要的理论意义。

1 高压下晶体结构预测的理论方法

预测高压下材料的晶体结构需要寻找一个高维势能面的全局极小值点，这还存在着一定的困难。而遍及所有的局域最小值点，对全局最小值点进行寻找的方法将随着体系尺度的增加计算量将呈指数级增长。

在目前的技术条件下，已经能够运用量子力学方法预测零温下材料的晶体结构，而基于密度泛函理论的第一性原理计算方法就提供了一种准确度较高的理论研究方法。……