Strain

概要

歪み(strain)は,親構造の格子に対して小さなランダムな変形を加えることで,新たな構造(子個体)を生成する進化的操作である. この操作により,原子の接続関係や組成を保持しつつ,構造空間の近傍領域を探索することが可能となる. 構造候補の微調整や,局所的な最小値からの脱出にも有効である.

手順

以下の歪み行列を用いて,格子ベクトル $ \mathbf{a} $を変形させる.

$$ \mathbf{a}' = \begin{pmatrix} 1 + \eta_1 & \frac{1}{2} \eta_6 & \frac{1}{2} \eta_5 \\ \frac{1}{2} \eta_6 & 1 + \eta_2 & \frac{1}{2} \eta_4 \\ \frac{1}{2} \eta_5 & \frac{1}{2} \eta_4 & 1 + \eta_3 \end{pmatrix} \mathbf{a}. $$

ここで, $ \eta_i $はガウス分布 $ \mathcal{N}\left( 0, \ \sigma_{\mathrm{st}}^2 \right) $から決まる値で, $ \sigma_{\mathrm{st}} $は入力パラメーターsigma_stで指定できる(デフォルトはsigma_st = 0.5). 下の図に示すように,格子を変形させた後は,元の体積に戻す. 最後に最小原子間距離の制限をチェックする.

fig_EA_strain fig_EA_strain