报告题目：CALYPSO晶体结构预测软件及其应用

报告专家：金文媛 研究员

时间：2025年04月07日（周一）晚7点至9点

报告形式：腾讯会议 会议号：977817158

报告摘要：

在材料科学领域，晶体结构的精准预测是理解物性与设计功能材料的核心挑战。传统实验手段受限于极端条件制备与表征难度，而基于群体智能算法的理论方法为解决这一难题提供了全新范式。本报告聚焦CALYPSO晶体结构预测软件，探讨其融合物理约束与智能算法的创新原理，及其在高压超导、二维材料等前沿领域的突破性应用。CALYPSO晶体结构预测软件由吉林大学马琰铭教授团队开发，通过融合粒子群优化算法（PSO）与对称性约束思想，解决了复杂势能面全局最优结构搜索的难题。该软件利用成键特征矩阵对原子排列规律进行量化，将高维势能面分解为低维特征空间，结合对称性分类检索策略优先保留高对称性空间群，显著降低计算复杂度，并集成蒙特卡洛模拟与第一性原理计算实现多目标协同优化，确保预测结构的能量稳定性和物理可靠性。在功能上，CALYPSO支持从三维晶体、二维材料到团簇结构的逆向设计，用户仅需输入化学组分和外界条件（如压力、温度），即可生成稳定或亚稳态候选结构，并与VASP、Quantum ESPRESSO等计算程序无缝对接。该软件已被70余国超过4000名科研人员采用，发表论文1500余篇，其开源特性与持续迭代的算法（如界面反应路径预测模块）为超导、清洁能源、二维材料等战略领域提供了高效理论工具。

报告专家简介：

金文媛，河南省科学院物理研究所研究员，毕业于四川大学，主要从事新型二维材料结构设计与物性研究，包括负泊松比效应、光催化、磁性和超导电性等。先后主持和参与河南省科学院基础科研项目1项、河南省重点研发专项1项、四川省中央引导地方专项1项，在J. Phys. Chem. Lett., J. Mater. Chem. A, Phys. Rev. B等国际主流期刊发表SCI论文10余篇。