Zadaniem algorytmu genetycznego [51] uzywanego
do sterowania przebiegiem obliczen ab initio jest takie manipulowanie
wartosciami parametrów Rmax,
i P(h),
zeby osiagnac jak najlepsza zgodnosc obliczanych na ich podstawie
dyfraktogramów z charakteryzowanymi krzywymi doswiadczalnymi. Algorytm
genetyczny buduje populacje 20 osobników (trójek parametrów
Rmax,
i P(h)), oblicza ab initio
20 odpowiadajacych im dyfraktogramów i wylicza dopasowania
obliczonych modeli do danych doswiadczalnych. Nastepnie z caej populacji
wybiera sie osobniki najlepiej dopasowane (trójki Rmax,
i P(h) najwierniej odwzorowujace dane doswiadczalne)
i krzyzuje sie je ze soba. Krzyzowanie polega na czesciowej wymianie
``informacji genetycznej'' (np. dwa osobniki wymieniaja sie miedzy
soba wartosciami parametru Rmax). Nastepuje tez mutacja,
polegajaca na losowej zmianie wartosci losowo wybranych parametrów.
Jednak prawdopodobienstwo mutacji jest mae (0.1) zas krzyzowania
duze (1). Tak utworzone nowe pokolenie przechodzi ta sama procedure
co ich rodzice (wylicza sie funkcje dopasowania, dokonuje selekcji,
krzyzuje, mutuje, itd.).
W kazdym nowym pokoleniu czesc osobników na krzyzowaniu i mutacjach
zyskuje, a czesc traci. Osobniki lepiej dostosowane przetrwaja kolejna
selekcje i przeniosa dobrze pasujace wartosci Rmax,
i P(h) do kolejnego cyklu, zas chybione trójki Rmax,
i P(h) znikna bezpotomnie. Stagnacji procesu
przeciwdziaaja mutacje, które wprowadzaja do ukadu ``nowe pomysy''
na Rmax,
i P(h). Dzieki temu algorytm
genetyczny jest dosc stabilny i nie zatrzymuje sie zazwyczaj na lokalnych
maksimach dopasowania, nawet przy trudnych problemach optymalizacyjnych,
a do takich nalezy ustalanie wartosci trzech silnie skorelowanych
parametrów Rmax,
i P(h).
Przykady charakteryzacji proszków nanokrystalicznych przy pomocy opisanej metody pokazano na rys. 3.4 i 3.5. Obie krzywe dyfrakcyjne zmierzone zostay na wysokorozdzielczym dyfraktometrze proszkowym linii B2 synchrotronu DESY z uzyciem komory prózniowej (por. 1.6.1). Krzywa z rys. 3.4a to dyfraktogram nanokrystalicznego SiC otrzymanego metoda pirolizy zwiazków krzemoorganicznych i izotermicznego wygrzewania materiau amorficznego, krzywa z rys. 3.5 to nanometrowy SiC syntezowany w pomieniu, por. 1.3.1.
roman pielaszek 2003-01-13