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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,提出并发展了新的晶体结构预测理论技术,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,通过总能的计算来合理确定晶体结构,并可以根据需要进行功能材料(如超硬材料等)的结构设计。利用CALYPSO晶体结构预测技术,在确定单质铿的高压半导体相的晶体结构研究上获得了重要进展。本研究首次发现具有确定化学配比的半导体化合物在高压下会直接形成替代合金,这为新合金材料的合成和探索提供了一个途径。