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Crystal Structure Prediction for Benzene Using Basin-Hopping Global Optimization

机译：使用盆地跳跃全球优化的苯晶体结构预测

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Organic molecules can be stable in distinct crystalline forms, known as polymorphs, which have significant consequences for industrial applications. Here, we predict the polymorphs of crystalline benzene computationally for an accurate anisotropic model parametrized to reproduce electronic structure calculations. We adapt the basin-hopping global optimization procedure to the case of crystalline unit cells, simultaneously optimizing the molecular coordinates and unit cell parameters to locate multiple low-energy structures from a variety of crystal space groups. We rapidly locate all the well-established experimental polymorphs of benzene, each of which corresponds to a single local energy minimum of the model. Our results show that basin-hopping can be both an efficient and effective tool for polymorphic crystal structure prediction, requiring no a priori experimental knowledge of cell parameters or symmetry.
机译：有机分子可以以不同的晶型稳定，称为多晶型，这对工业应用有重大影响。在这里，我们通过计算预测结晶苯的多晶型，以获得一个精确的各向异性模型，该模型被参数化以再现电子结构计算。我们将跳盆全局优化程序应用于晶体单胞的情况，同时优化分子坐标和单胞参数，从各种晶体空间群中定位多个低能结构。我们迅速找到了所有已建立的苯的实验多晶型，每个多晶型对应于模型的一个局部最小能量。我们的结果表明，盆地跳跃是预测多晶型晶体结构的有效工具，不需要细胞参数或对称性的先验实验知识。

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