本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

金屬納米團(tuán)簇具有一些特殊的結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)等，被廣泛用在催化、光學(xué)、磁學(xué)和生物診斷器等領(lǐng)域。尤其在催化應(yīng)用方面，金屬納米團(tuán)簇被認(rèn)為是金屬納米催化劑中最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N，被稱為“第四代催化劑”。這主要是由于金屬納米團(tuán)簇的尺寸小，比表面積大，表面原子的鍵態(tài)和電子態(tài)與其內(nèi)部不同，表面原子配位不全等特點導(dǎo)致其表面的催化活性增加。另外金屬納米團(tuán)簇催化劑具有很好的選擇性，能減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而減少對環(huán)境的污染。因此，金屬納米團(tuán)簇也成為納米科學(xué)技術(shù)研究中的一個新方向、新領(lǐng)域。

目前金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化的計算模擬方法主要有：量化計算、全局優(yōu)化、分子模擬。量化計算方法主要基于DFT(密度泛函理論，Density functional theory)而不依據(jù)任何實驗事實或經(jīng)驗規(guī)律，然而針對較大體系或貴金屬體系，求解equotion(薛定諤方程)緩慢的收斂速度是不能忍受的并且操作方法復(fù)雜，全局優(yōu)化的方法主要包括simulated annealing(模擬退化)、basin hopping(跳坑)和genetic algorithms(遺傳算法)等。同樣的，全局優(yōu)化對小尺寸團(tuán)簇具有精確效果但收斂速度較慢。分子模擬方法主要包括MD(molecular dynamics，分子動力學(xué))和MC(Monte Carlo，蒙特卡洛)方法。分子模擬方法不涉及量子化學(xué)的計算所以能有效提高收斂速度但計算結(jié)果不夠精確。綜上所述，傳統(tǒng)的計算方法在研究金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面仍然存在很多不足，這為金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算工作者來說帶來了巨大困難。

因此，需要提供一種兼具高精確性和小計算量的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種兼具高精確性和小計算量的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括如下步驟：

S1、設(shè)定Gupta勢能參數(shù)，并設(shè)置需要優(yōu)化的金屬納米團(tuán)簇尺寸和構(gòu)成金屬納米團(tuán)簇的金屬原子種類；

S2、以系統(tǒng)時間戳為隨機(jī)數(shù)種子，在半徑為R的球或邊長為R的正方體內(nèi)隨機(jī)生成規(guī)模為N的金屬納米團(tuán)簇群，所述金屬納米團(tuán)簇群由N個金屬納米團(tuán)簇構(gòu)成，所述金屬納米團(tuán)簇由n個金屬原子構(gòu)成；

S3、初始化金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)；

S4、若金屬納米團(tuán)簇為雙金屬納米團(tuán)簇，則先進(jìn)行小概率的變異操作再轉(zhuǎn)入步驟S5；若金屬納米團(tuán)簇為單金屬納米團(tuán)簇則轉(zhuǎn)入步驟S5；

S5、通過PSO算法中坐標(biāo)更新公式與隨機(jī)學(xué)習(xí)算子的結(jié)合來更新金屬納米團(tuán)簇的速度和坐標(biāo)；

S6、使用擬牛頓算法對速度和坐標(biāo)更新后的金屬納米團(tuán)簇中的金屬原子的速度和坐標(biāo)進(jìn)行力平衡優(yōu)化計算，得到局部優(yōu)化后的金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)；

S7、計算局部優(yōu)化前的金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值和局部優(yōu)化后的金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值；

S8、將適應(yīng)度值高的金屬納米團(tuán)簇作為優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇，得到優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇的能量值；

S9、判斷是否達(dá)到最大更新迭代次數(shù)，若是則轉(zhuǎn)入步驟S10，否則轉(zhuǎn)入步驟S5；

S10、重新隨機(jī)生成與優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇相同尺寸的新金屬納米團(tuán)簇，使用擬牛頓算法對新金屬納米團(tuán)簇中的金屬原子的速度和坐標(biāo)進(jìn)行力平衡優(yōu)化計算，得到局部優(yōu)化后的新金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)；

S11、計算局部優(yōu)化后的新金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值，將局部優(yōu)化后的新金屬納米團(tuán)簇與優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇中適應(yīng)度值高的金屬納米團(tuán)簇作為最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇，得到最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇的能量值。

優(yōu)選地，所述Gupta勢能參數(shù)包括：A、ξ,r₀,p和q，A代表原子間排斥強(qiáng)度，ξ代表有效跳躍積分，r₀代表原子間的特征長度，p代表排斥作用隨原子間約化距離指數(shù)遞變趨勢，q代表有效跳躍積分與相對原子間距關(guān)系。

優(yōu)選地，步驟S5中，

第i個金屬納米團(tuán)簇的速度更新公式為：

第i個單個金屬納米團(tuán)簇的坐標(biāo)更新公式：

其中，第k次更新迭代中第i個金屬納米團(tuán)簇的坐標(biāo)表示為速度表示為c₁、c₂、c₃分別為引入的隨機(jī)學(xué)習(xí)算子，r₁、r₂、r₃為[0,1]范圍內(nèi)的均勻隨機(jī)常數(shù)，r₄為[0,N]內(nèi)的均勻隨機(jī)整數(shù)。

優(yōu)選地，所述適應(yīng)度值的計算公式如下：

f_i＝exp(-αρ_i)；

其中，f_i為第i個金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值，α＝0.3，V_i為第i個金屬納米團(tuán)簇的能量值，V_min為當(dāng)前金屬納米團(tuán)簇的能量值中的最小值，V_max為當(dāng)前金屬納米團(tuán)簇的能量值中的最大值。

優(yōu)選地，金屬納米團(tuán)簇的能量值根據(jù)金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和Gupta勢能參數(shù)計算得到。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述技術(shù)方案具有較高的精確度和收斂速度，具體來說，本發(fā)明所述技術(shù)方案優(yōu)化得到的最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇具有較好的對稱性和穩(wěn)定性，并且誤差范圍在0.01ev/atom以內(nèi)，精確度高于現(xiàn)有計算方法；本發(fā)明所述技術(shù)方案相較于現(xiàn)有方法具有更快的收斂速度，最快情況下能提高20倍左右的收斂速度。且本發(fā)明所述技術(shù)方案易于實現(xiàn)，操作簡單，可自動化、智能化地實現(xiàn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；

圖1示出本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的流程圖。

圖2示出本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法(簡稱RPSO)和現(xiàn)有PSO算法在RF函數(shù)(10維)上的計算性能比較圖。

圖3示出本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法優(yōu)化后的Pt團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，其中，圖3-a為Pt₁₃團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，圖3-b為Pt₃₈團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，圖3-c為Pt₅₅團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，圖3-d為Pt₁₄₇團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖。

圖4示出本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法優(yōu)化后的Pt₃₈團(tuán)簇的能量馳豫圖。

圖5示出本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法優(yōu)化后的Pt-Pd團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖(圓圈代表Pd原子，實心圓代表Pt原子)，其中，圖5-a為Pd₁₂Pt₁團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，圖5-b為Pd₃₂Pt₆團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，圖5-c為Pd₄₂Pt₁₃團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖，圖5-d為Pd₁₂Pt₄₃團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖,圖5-e為Pd₉₂Pt₅₅團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖,圖5-f為Pd₁₂Pt₁₃₅團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明公開的一種金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括如下步驟：

S1、設(shè)定Gupta勢能參數(shù)，并設(shè)置需要優(yōu)化的金屬納米團(tuán)簇尺寸和構(gòu)成金屬納米團(tuán)簇的金屬原子種類；

S2、以系統(tǒng)時間戳為隨機(jī)數(shù)種子，在半徑為R的球或邊長為R的正方體內(nèi)隨機(jī)生成規(guī)模為N的金屬納米團(tuán)簇群，所述金屬納米團(tuán)簇群由N個金屬納米團(tuán)簇構(gòu)成，所述金屬納米團(tuán)簇由n個金屬原子構(gòu)成；

S3、初始化金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)；

S4、若金屬納米團(tuán)簇為雙金屬納米團(tuán)簇，則先進(jìn)行小概率的變異操作再轉(zhuǎn)入步驟S5；若金屬納米團(tuán)簇為單金屬納米團(tuán)簇則轉(zhuǎn)入步驟S5；

S5、通過PSO算法中坐標(biāo)更新公式與隨機(jī)學(xué)習(xí)算子的結(jié)合來更新金屬納米團(tuán)簇的速度和坐標(biāo)；

S6、使用擬牛頓算法對速度和坐標(biāo)更新后的金屬納米團(tuán)簇中的金屬原子的速度和坐標(biāo)進(jìn)行力平衡優(yōu)化計算，得到局部優(yōu)化后的金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)；

S7、計算局部優(yōu)化前的金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值和局部優(yōu)化后的金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值；

S8、將適應(yīng)度值高的金屬納米團(tuán)簇作為優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇，得到優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇的能量值；

S9、判斷是否達(dá)到最大更新迭代次數(shù)，若是則轉(zhuǎn)入步驟S10，否則轉(zhuǎn)入步驟S5；在更新迭代的過程中，會找到多個穩(wěn)定點，而這些穩(wěn)定點對應(yīng)的就是局部最優(yōu)解。在所有的穩(wěn)定點中會有一個穩(wěn)定點對應(yīng)的適應(yīng)度值是最高的，這個穩(wěn)定點就是全局最優(yōu)解。而擬牛頓算法的任務(wù)就是先找到金屬納米團(tuán)簇局部最優(yōu)的結(jié)構(gòu)然后從多個局部最優(yōu)的結(jié)構(gòu)里篩選出全局最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，所以這個過程可以看作是一個在多元函數(shù)里面求最優(yōu)解的過程；

S10、重新隨機(jī)生成與優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇相同尺寸的新金屬納米團(tuán)簇，使用擬牛頓算法對新金屬納米團(tuán)簇中的金屬原子的速度和坐標(biāo)進(jìn)行力平衡優(yōu)化計算，得到局部優(yōu)化后的新金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)；

S11、計算局部優(yōu)化后的新金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值，將局部優(yōu)化后的新金屬納米團(tuán)簇與優(yōu)選金屬納米團(tuán)簇中適應(yīng)度值高的金屬納米團(tuán)簇作為最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇，得到最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇的能量值。

其中，

金屬納米團(tuán)簇尺寸為1～147，金屬納米團(tuán)簇包含原子數(shù)1～147，金屬原子種類包含已有Gupta勢能參數(shù)的過渡金屬和貴金屬。

所述Gupta勢能參數(shù)包括：A、ξ,r₀,p和q，A代表原子間排斥強(qiáng)度，ξ代表有效跳躍積分，r₀代表原子間的特征長度，p代表排斥作用隨原子間約化距離指數(shù)遞變趨勢，q代表有效跳躍積分與相對原子間距關(guān)系。

步驟S5中，

第i個金屬納米團(tuán)簇的速度更新公式為：

第i個單個金屬納米團(tuán)簇的坐標(biāo)更新公式：

其中，第k次更新迭代中第i個金屬納米團(tuán)簇的坐標(biāo)表示為第k次更新迭代中第i個金屬納米團(tuán)簇的速度表示為c₁、c₂、c₃分別為引入的隨機(jī)學(xué)習(xí)算子，r₁、r₂、r₃為[0,1]范圍內(nèi)的均勻隨機(jī)常數(shù)，r₄為[0,N]內(nèi)的均勻隨機(jī)整數(shù)。

速度更新公式由四部分組成，第一部分為“慣性”部分，反映了金屬納米團(tuán)簇的運動“習(xí)慣”，代表金屬納米團(tuán)簇有維持自己先前的趨勢；第二部分為“認(rèn)知”部分，反映了金屬納米團(tuán)簇對自身歷史經(jīng)驗的記憶，代表金屬納米團(tuán)簇有向自身歷史最優(yōu)解逼近的趨勢；第三部分為“社會”部分，反映了金屬納米團(tuán)簇有向金屬納米團(tuán)簇群中其他金屬納米團(tuán)簇最優(yōu)解逼近的趨勢；第四部分為“隨機(jī)”部分，反映了金屬納米團(tuán)簇群中隨機(jī)因素的影響作用，代表金屬納米團(tuán)簇有向任意其他金屬納米團(tuán)簇的解逼近的趨勢。需要說明的是，速度更新公式的第四部分不是每一次更新金屬納米團(tuán)簇的速度時都起作用，而是產(chǎn)生一個0到1之間的均勻隨機(jī)數(shù)，若這個隨機(jī)數(shù)小于設(shè)定的閾值(通常取0.4)，第四部分才會起作用。

所述適應(yīng)度值的計算公式為指數(shù)型適應(yīng)度函數(shù)，具體如下：

f_i＝exp(-αρ_i)；

其中，f_i為第i個金屬納米團(tuán)簇的適應(yīng)度值，α＝0.3，V_i為第i個金屬納米團(tuán)簇的能量值，V_min為當(dāng)前金屬納米團(tuán)簇的能量值中的最小值，V_max為當(dāng)前金屬納米團(tuán)簇的能量值中的最大值。將當(dāng)前金屬納米團(tuán)簇群中所有金屬納米團(tuán)簇的能量值進(jìn)行歸一化得到ρ_i。適應(yīng)度值f_i越大的金屬納米團(tuán)簇表明其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定能量更低，將有更多的機(jī)會進(jìn)行下一步迭代從而逐步地提高金屬納米團(tuán)簇群的平均適應(yīng)度值和最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇的性能。因此本發(fā)明中以中以適應(yīng)度值的大小評價金屬納米團(tuán)簇的好壞，體現(xiàn)了優(yōu)勝劣汰的特點。

最大更新迭代次數(shù)根據(jù)計算精度和計算量的要求調(diào)節(jié)。

金屬納米團(tuán)簇的能量值根據(jù)金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和Gupta勢能參數(shù)計算得到。

最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)由最優(yōu)金屬納米團(tuán)簇中金屬原子的坐標(biāo)表征，坐標(biāo)可以輸入畫圖軟件以觀察金屬納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)的形貌特征。

本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法(簡稱RPSO)和現(xiàn)有PSO算法在RF函數(shù)(10維)上的計算性能比較如圖2所示，由圖2可看出，本發(fā)明的計算性能更優(yōu)。

下面通過代入具體的金屬原子種類、Gupta勢能參數(shù)和金屬納米團(tuán)簇尺寸等數(shù)據(jù)的具體實施例對本發(fā)明公開的金屬納米團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法作進(jìn)一步地說明。

實施例1

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為2，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂為次數(shù)100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代100次，得到Pt₂團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-7.067880eV。

實施例2

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為5，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代100次，得到Pt₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-22.701239eV。

實施例3

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為10，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代100次，得到Pt₁₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-48.821760eV。

實施例4

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為13，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代100次，得到如圖3-a所示的Pt₁₃團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及能量-64.916339eV。

實施例5

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為20，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代107次，得到Pt₂₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-101.981205eV。

實施例6

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為25，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代121次，得到Pt₂₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-128.940769eV。

實施例7

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為30，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代133次，得到Pt₃₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-156.263614eV。

實施例8

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為35，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代112次，得到Pt₃₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-183.217246eV。

實施例9

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為38，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代143次，得到如圖3-b所示的Pt₃₈團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-199.941854eV，能量馳豫如圖4所示。

實施例10

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為45，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代156次，得到Pt₄₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-237.845885eV。

實施例11

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為50，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代164次，得到Pt₅₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-265.335115eV。

實施例12

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為55，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代201次，得到如圖3-c所示的Pt₅₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-292.795957eV。

實施例13

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為60，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為200，執(zhí)行本發(fā)明，迭代350次，得到Pt₆₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-320.570260eV。

實施例14

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為65，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為200，執(zhí)行本發(fā)明，迭代312次，得到Pt₆₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-347.863640eV。

實施例15

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為70，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為200，執(zhí)行本發(fā)明，迭代334次，得到Pt₇₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-376.052857eV。

實施例16

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為75，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為200，執(zhí)行本發(fā)明，迭代553次，得到Pt₇₅團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-403.820143eV。

實施例17

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為80，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為200，執(zhí)行本發(fā)明，迭代323次，得到Pt₈₀團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-431.612271eV。

實施例18

設(shè)置原子種類為Pt，原子數(shù)為147，設(shè)置Pt-Pt對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為200，執(zhí)行本發(fā)明，迭代346次，得到如圖3-d所示的Pt₁₄₇團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-804.620540eV。

實施例19

設(shè)置原子種類為Pt和Pd，1個Pt和12個Pd，設(shè)置Pt-Pt、Pt-Pd、Pd-Pd對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)：Pt-Pt:A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747；Pd-Pd:A＝0.1746,ξ＝1.718,p＝10.867,q＝3.742和r₀＝2.7485；Pt-Pd:A＝0.23,ξ＝2.2,p＝10.74,q＝3.87和r₀＝2.76，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，設(shè)置變異算子概率為0.1，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代103次，得到如圖5-a所示的Pt₁Pd₁₃團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-46.001787eV。

實施例20

設(shè)置原子種類為Pt和Pd，6個Pt和32個Pd，設(shè)置Pt-Pt、Pt-Pd、Pd-Pd對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)：Pt-Pt:A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747；Pd-Pd:A＝0.1746,ξ＝1.718,p＝10.867,q＝3.742和r₀＝2.7485；Pt-Pd:A＝0.23,ξ＝2.2,p＝10.74,q＝3.87和r₀＝2.76，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，設(shè)置變異算子概率為0.1，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代181次，得到如圖5-b所示的Pt₆Pd₃₂團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-146.741472eV。

實施例21

設(shè)置原子種類為Pt和Pd，13個Pt和42個Pd，設(shè)置Pt-Pt、Pt-Pd、Pd-Pd對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)：Pt-Pt:A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747；Pd-Pd:A＝0.1746,ξ＝1.718,p＝10.867,q＝3.742和r₀＝2.7485；Pt-Pd:A＝0.23,ξ＝2.2,p＝10.74,q＝3.87和r₀＝2.76，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，設(shè)置變異算子概率為0.1，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代213次，得到如圖5-c所示的Pt₁₃Pd₄₂團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-225.43449eV。

實施例22

設(shè)置原子種類為Pt和Pd，43個Pt和12個Pd，設(shè)置Pt-Pt、Pt-Pd、Pd-Pd對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)：Pt-Pt:A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747；Pd-Pd:A＝0.1746,ξ＝1.718,p＝10.867,q＝3.742和r₀＝2.7485；Pt-Pd:A＝0.23,ξ＝2.2,p＝10.74,q＝3.87和r₀＝2.76，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，設(shè)置變異算子概率為0.1，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代224次，得到如圖5-d所示的Pt₄₃Pd₁₂團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-276.125247eV。

實施例23

設(shè)置原子種類為Pt和Pd，55個Pt和92個Pd，設(shè)置Pt-Pt、Pt-Pd、Pd-Pd對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)：Pt-Pt:A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747；Pd-Pd:A＝0.1746,ξ＝1.718,p＝10.867,q＝3.742和r₀＝2.7485；Pt-Pd:A＝0.23,ξ＝2.2,p＝10.74,q＝3.87和r₀＝2.76，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，設(shè)置變異算子概率為0.1，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代1000次，得到如圖5-e所示的Pt₅₅Pd₉₂團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-656.059821eV。

實施例24

設(shè)置原子種類為Pt和Pd，135個Pt和12個Pd，設(shè)置Pt-Pt、Pt-Pd、Pd-Pd對應(yīng)的Gupta勢能參數(shù)：Pt-Pt:A＝0.2975,ξ＝2.695,p＝10.612,q＝4.004和r₀＝2.7747；Pd-Pd:A＝0.1746,ξ＝1.718,p＝10.867,q＝3.742和r₀＝2.7485；Pt-Pd:A＝0.23,ξ＝2.2,p＝10.74,q＝3.87和r₀＝2.76，設(shè)置金屬納米團(tuán)簇群的規(guī)模為10，設(shè)置變異算子概率為0.1，最大迭代次數(shù)為1000，收斂次數(shù)為100，執(zhí)行本發(fā)明，迭代1000次，得到如圖5-f所示的Pt₁₃₅Pd₁₂團(tuán)簇穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以及能量-786.726129eV。

顯然，本發(fā)明的上述實施范例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。