OtimizaÃÃo da geometria de aglomerados de silÃcio via algoritmos genÃticos hÃbridos.

AUTOR(ES)

Zacharias, Carlos Renato

DATA DE PUBLICAÇÃO

1998

RESUMO

A determinaÃÃo da conformaÃÃo tridimensional, correspondente ao estado fundamental de aglomerados atÃmicos, à um dos temas de investigaÃÃo da FÃsica Computacional. Particularmente, duas razÃes fazem com que essa determinaÃÃo torne-se uma tarefa Ãrdua. Em primeiro lugar, o problema mecÃnico-quÃntico a ser resolvido à muito custoso, em termos computacionais. Segundo, a hipersuperfÃcie de energia, relacionada a esses sistemas, apresenta uma grande quantidade de mÃnimos locais.Para superar esses problemas, desenvolvemos um procedimento computacional, baseado no Algoritmos GenÃticos (GA), capaz de encontrar a conformaÃÃo referente ao mÃnimo global de tais aglomerados. A partir de estudos preliminares, associamos as melhores caracterÃsticas dos algoritmos genÃticos (GA) e do simulated annealing (SA), desenvolvendo um algoritmo hÃbrido (HA). Este novo algoritmo apresentou fraca depedÃncia dos parÃmetros iniciais, estratÃgia de busca em paralelo, rÃpida convergÃncia, alta precisÃo e resoluÃÃo. O HA foi capaz de predizer 3 novas conformaÃÃes para o aglomerado Si20 que, dentro dos limites da aproximaÃÃo Tight-Binding, representam conformaÃÃes de menor energia de ligaÃÃo por Ãtomo, quando comparadas com modelos anteriormente propostos na literatura. A seguir, desenvolvemos um sistema classificador (CS) capaz de aprender sobre as informaÃÃes conformacionais extraÃdas dos aglomerados menores, para predizer a conformaÃÃo, dos maiores. Essas tÃcnicas (GA, SA e CS) foram reunÃdas em um Ãnico algoritmo. Na determinaÃÃo da conformaÃÃo do aglomerado Si20, o algoritmo apresentado nessa tese superou o GA e o SA, em termos de tempo de CPU requerido, por um fator de 104. Em princÃpio, as idÃias e algoritmos apresentados nessa tese podem ser aplicados na otimizaÃÃo de quaisquer sistemas poliatÃmicos.

ASSUNTO(S)

silÃcio algoritmos aglomerados atÃmicos matemÃtica computacional otimizaÃÃo estrutura molecular

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