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开发者：何朝宇，师习之；
开发单位：湘潭大学；
凝聚态物理学和材料科学中的众多问题都指向晶体结构，结合实验数据和理论知识去解析给定材料的晶体结构，以及从理论出发去预测特定环境下材料的晶体结构和设计具有特定功能的晶体材料，是凝聚态物理学和材料科学中的重要课题；RG²是一套利用随机策略（Random strategy），结合群论（Group theory）和图论（Graph theory）的特征晶体结构搜索代码（2020SR0295721），它为晶体结构的预测提出了新的思想和方法；RG²随机产生结构或读入（用户提供的）结构，依据距离矩阵按就近原则建立结构的商图，保持商图守恒对结构进行快速整理和优化，可快速高效提供较合理的具有可描述结构特征的晶体结构。利用RG²进行晶体结构预测的工作流程以及RG²内部产生结构的工作流程如下图所示：
RG²可根据指定成键关系（分析数据库结构或其它全局搜索软件结果获取）对初结构进行商图关联，根据指定的键长键角要求优化和筛选结构，它还支持几何拓扑特征（环、成键列表、维数等）筛选的功能。目前RG²提供了三种工作模式：完全随机、框架随机和初始结构读入，可以帮助我们完成随机结构，表面或边缘重构，界面或超晶格结构，结构相变及路径，结构掺杂（磁序）与合金化构型等的搜索或结构去重复任务。通过加入RG²晶体结构预测QQ学习群下载；群号：43140515。https://code.koushare.com/#/Home。目前RG²已完成的SCI论文40余篇，包括预测出281个三维sp³碳晶体结构（Phys. Rev. B, 97, 014104, 2018）；发现最大禁带宽度碳晶体I-43d（Phys. Rev. Lett., 121, 175701, 2018）和低能量直接带隙半导体硅（J. Appl. Phys, 124 , 163107, 2018）；搜索到众多低能量的二维碳结构（Phys. Rev. B, 99, 041405R, 2019; J. Phys. Chem. Lett.,12,732, 2021）和Type-III型Dirac半金属二维碳 (Phys. Rev. B, 101, 155427, 2020)；发现大量低能量二维石墨炔异构体 (Physica Status Solidi-RRL, 14, 2000437, 2020)，包括具有Dirac-nodal环 (Nanoscale, 13, 3564, 2021）和具有Dirac-nodal格子(Nanotechnology, 32, 485705, 2021)的石墨炔；搜索到低能量二维薄膜硅Dirac半金属（Phys. Rev. B, 100, 115425, 2019）和一系列低能量二维GexPy薄膜材料(Appl. Surf. Sci., 497, 143803 (2019); Physica. Status Solidi RRL, 13, 1900470, 2019)；搜索到众多低能量氢化连苯烯结构并确定其基态结构（J. Phys. Chem. Lett.,12,8889, 2021）。四、主要参考文献（也欢迎大家多引用我们的成功案例工作！）1. X. Shi, Chaoyu He*,C. J. Pickard*, C. Tang* and J. Zhong, Stochastic generation of complex crystal structures combining group and graph theory with application to carbon, Physical Review B 97,014104 (2018).2. Chaoyu He*, X. Shi, S. J. Clark, J. Li, C. J. Pickard*, T. Ouyang, C. Zhang, C. Tang and J. Zhong, Complex Low Energy Tetrahedral Polymorphs of Group IV Elements from First Principles, Physical Review Letters 121, 175701 (2018).3. H. Yin (本科生), X. Shi, Chaoyu He*, M. Martinez-Canales*, J. Li, C. J. Pickard*, C. Tang, T. Ouyang, C. Zhang and J. Zhong, Stone-Wales graphene: A two-dimensional carbon semimetal with magic stability, Physical Review B (R) 99, 041405 (2019).4. N. Zhou, P. Zhou*, J. Li, Chaoyu He*, J.X.Zhong, Si-Cmma: A silicon thin film with excellent stability and Dirac nodal loop, Physical Review B 100 (11), 115425 (2019).5. Z. H. Gong (本科生), X. Shi, J. Li*, S. F. Li, Chaoyu He*, T. Ouyang, C. Zhang C. Tang and J. Zhong, Theoretical prediction of a low-energy Stone-Wales graphene with intrinsic type-III Dirac-cone, Physical Review B 101(15), 155427 (2020).6.基于群论和商图的晶体结构随机预测方法及其应用，师习之，博士毕业论文（供学习使用）。