北京航空航天大學張瑞豐獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京航空航天大學申請的專利一種基于晶體對稱性的材料表面高對稱吸附位點自動搜索方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN116959645B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202311019923.7,技術領域涉及:G16C60/00;該發(fā)明授權(quán)一種基于晶體對稱性的材料表面高對稱吸附位點自動搜索方法是由張瑞豐;劉昭睿設計研發(fā)完成,并于2023-08-14向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種基于晶體對稱性的材料表面高對稱吸附位點自動搜索方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種基于晶體對稱性的材料表面高對稱吸附位點自動搜索方法,屬于材料表面催化計算領域。首先根據(jù)用戶給出材料類型不同搜索二維材料最小表面重復周期作為參考晶格,或還原晶體表面結(jié)構(gòu)作為參考晶格。然后檢索參考晶格轉(zhuǎn)換為將標準晶胞晶格,獲取標準晶胞晶格中的高對稱位點,獲取參考晶格對應位點的重復度和wyckoff符號,通過二者評價位點對稱性,將標準晶胞晶格中的高對稱位點映射回表面模型,獲取各個高對稱位點在表面對應的坐標。最后置換小分子與高對稱位點,即可獲取吸附小分子的表面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明方便用戶構(gòu)建大量模型,以分析材料催化反應機理,對新材料設計提供預測與指導。
本發(fā)明授權(quán)一種基于晶體對稱性的材料表面高對稱吸附位點自動搜索方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種基于晶體對稱性的材料表面高對稱吸附位點自動搜索方法,其特征在于,具體步驟如下: 步驟一、讀取用戶給定的材料表面模型文件,并根據(jù)用戶需要生成對應的參考晶格; 材料表面模型文件包括:3×3晶胞基矢矩陣L,各原子類型,各原子笛卡爾坐標,i表示原子序號;取模型中第一個原子,記錄其坐標為初始坐標,記錄 其原子序號為初始序號; 3×3晶胞基矢矩陣L為: 其中各元素分別代表基矢a,b,c在x,y,z軸上的分量,默認c軸為表面法方向; 各原子的分數(shù)坐標為: 判斷用戶需要的材料為二維材料或三維材料,并獲取對應參考晶格,若為二維材料,則搜索最小表面重復周期作為參考晶格;若為三維材料,還原晶體結(jié)構(gòu)作為參考晶格; 步驟二、檢索參考晶格中的高對稱位點; 具體為: 步驟201,將整合好的參考晶格信息,帶入第三方晶體對稱性分析函數(shù)庫spglib查詢晶體對稱性信息; 步驟202,基于晶體對稱性信息,查詢初始序號原子在標準原胞映射表中對應的原子,遍歷標準晶胞映射表查詢對應的標準晶胞內(nèi)原子分數(shù)坐標,記為錨點坐標; 步驟203,根據(jù)二維材料或者三維材料的不同,在待測區(qū)添加待測位點; 步驟204,進行待測位點的分析: 任取一個待測位點,計算 如果在待測區(qū),將待測區(qū)中的移入測試區(qū); 若既不在測試區(qū),也不在待測區(qū),在測試區(qū)中加入,待測區(qū)不做改動; 遍歷所有對稱性旋轉(zhuǎn)矩陣,以及與其對應的位移矢量后,記錄當前待測區(qū)內(nèi)剩余的 位點數(shù)量,該數(shù)量記為位點重復度; 步驟205,將空間群序號,一系列對稱性旋轉(zhuǎn)矩陣,以及與其對應的位移矢量和位點 重復度帶入spglib查詢該位點對應的wyckoff符號,重復度越小,wyckoff符號越靠前,證明 該位點對稱性越好; 步驟206,計算結(jié)束后,將及與其對應的移入已測區(qū); 步驟207,返回步驟204,進行下一個待測位點的分析,直至所有位點均已計算結(jié)束; 步驟三、將高對稱位點映射回表面模型; 映射公式為: 其中是對應位點在表面模型上的笛卡爾坐標,是初始 坐標,分別是絕對值小于給定表面模型外接球半徑與標準晶胞內(nèi)切球半徑之商 的整數(shù),為錨點坐標,是標準晶胞基矢矩陣,是標準晶胞旋轉(zhuǎn)矩陣;為修正矢量,用于修正二維材料平面搜索模式下小分子與表面的間距;三維材料 搜索模式修正矢量置零即可; 步驟四、將用戶指定的高對稱位點置換為指定小分子: 讀取用戶給定的材料表面模型文件,文件應包括:各原子類型,各原子笛卡爾坐標,用戶需指定小分子與表面接觸位置坐標,根據(jù)以下公式獲取 吸附后原子坐標: 其中是調(diào)整分子取向的旋轉(zhuǎn)矩陣,僅在需要調(diào)整小分子與界面取向關系時賦值,默 認為單位矩陣。
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