低维度晶体材料结构搜索软件（SPADE）

低维度晶体结构搜索软件（Structure Probe Adaptive Differential Evolution, SPADE），一种基于晶体结构搜索且针对于低对称性体系的自适应差分进化算法。该算法集成了灵活的框架用于晶体结构文件的生成与解析，且提供了灵活的接口用于复杂情况的模拟。适用于三维晶体结构、二维材料、晶界及负载团簇等多种微观结构的全局结构搜索。

图1. 程序主要工作流程图

该程序具有以下几个方面的特性和优势：a) 没有对称性操作约束的结构搜索，实现了完整搜索空间的结构搜索；b) 动态策略池的策略实现了对多种算法变体权重及其参数值的自适应动态调节能力，提高了搜索效率；c) 标准化结构和XRD表征模拟分析，保证了对所有搜索所得结构的分析与分类；d) 对于低维材料基于图论引入“原子岛”的概念，以提高层状材料搜索效率；e) 程序提供了通用的模拟软件接口，有利于后续力场等其他模拟软件的对接。

图2. 通用接口设计逻辑示意图及对应工作模式

图3. 几种类型状态下的结构搜索模式的工作状态。

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J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13(13), 2986–2993