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目前,多元金属团簇成为材料科学领域比较热门的研究课题之一,受到广泛的关注。由于团簇势能曲面上局部极小值的数量非常庞大,且构型空间随着体系尺寸呈指数性增长,因此多元团簇的结构优化是相当困难的。本论文的主要工作是多元金属团簇的结构优化。除此之外,还提出了一种AIOA算法的改进算法。以全局优化算法作为理论分析的方法,探究多元合金团簇在结构和性质上存在的规律。论文的主要内容概括如下:1.采用多体势Gupta函数描述团簇金属原子间作用。使用AIOA算法优化了38原子Au-Pd-Pt的最稳定结构。结果显示团簇的结构类型包括Marks十面体、不完整的Mackay二十面体、完整的截角八面体、密堆积面心立方以及无定型结构。序列参数表明Au、Pd、Pt原子具有分层现象。Au原子分散于团簇内壳,Pt原子在团簇表面生长,而Pd原子与Au原子混融。此外,还通过计算团簇的势能量二阶有限差分值Δ2E和ΔGupta值,比较了近邻团簇之间的相对稳定性。2.使用AIOA算法搜索原子达75的M-Pd-Pt(M=Ag、Au)团簇稳定结构。讨论不同类型原子掺杂导致的Pd-Pt结构变化。13原子M-Pd-Pt(M=Ag、Au)团簇中存在二十面体和非二十面体两种构型,并且Au-Pd-Pt中非二十面体数量要比Ag-Pd-Pt中非二十面体数量多。考察了不同类型金属原子的生长模式,发现在Ag-Pd-Pt和Au-Pd-Pt中Pd和Pt原子在团簇结构中的分布比较相似,但是Au原子比Ag原子更容易聚集生长。最后通过Δ2E值比较了相邻团簇之间的稳定性。3.提出了一种改进的AIOA算法,称之为AIOA-BDLS-ILS算法。以二元LJ函数模型测试该算法的效率,发现比BDLS-ILS算法更高效。使用该算法优化34原子Pd-Pt团簇时,找到了12个能量更低的结构。此外,还优化了50及79原子。序列参数显示Pd和Pt原子有明显的分层现象。