摘要：

凝聚态物质内部的原子堆垛方式，即晶体（或非晶）结构，是深入理解物质的各种物理
性质的重要信息。通过X-光衍射方法来确定晶体结构的实验技术已经相对完善。只要实
验采集到的X-光衍射谱足够好，原则上就可以利用Rietveld Refinement技术来确定晶
体结构。但实验测量往往受到样品的纯度、衍射信号强弱、实验条件不足等限制，特别
是在某些极端条件下，实验确定晶体结构仍面临着困难。此时，有必要通过理论方法来
确定晶体结构。但是，只给定材料的化学组分就从理论上预言材料的晶体结构一直是物
理界的难题。近期，马琰铭教授研究组，基于晶体对称性的分类检索思想，结合粒子群
多目标优化算法，提出并发展了卡里普索（CALYPSO）晶体结构预测理论技术[1]，在此
基础上开发了拥有自主知识产权的晶体结构预测程序（CALYPSO软件包)。本报告介绍
CALYPSO晶体结构预测技术的原理以及其在高压下单质锂的绝缘相结构[2]、三碲化二铋
的低压超导结构[3]、超高压下的离子冰[4]研究中的应用，最后举一个利用CALYPSO设
计二维B-C材料[5]的例子。

参考文献：

[1]Wang et al, Phys. Rev. B 82, 094116 (2010)

[2] Lv et al,Phys. Rev. Lett.106,015503 (2011)

[3] Zhu et al.. <http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i14/e145501> Phys.
Rev. Lett. 106, 145501 (2011)

[4] Wang et al., Nature Commun. DOI: 10.1038/ncomms1566 (2011)

[5] Xiang et al.J. Am. Chem. Soc. 133, 16285 (2011)

报告人简介：

马琰铭教授2001年在吉林大学超硬材料国家重点实验室获得凝聚态物理专业的博士学
位，之后留校任教。2004年底评为吉林大学教授，2006年得到教育部新世纪优秀人才支
持计划，2009年得到香港大学 Daniel Tsui (Nobel Laureate) Fellow， 2010年获得
国家杰出青年科学基金。其研究组在晶体结构预测领域做出了许多重要的工作。