論文の概要: Enhanced Climbing Image Nudged Elastic Band method with Hessian Eigenmode Alignment
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.12630v2
- Date: Thu, 22 Jan 2026 17:11:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-23 13:30:18.392951
- Title: Enhanced Climbing Image Nudged Elastic Band method with Hessian Eigenmode Alignment
- Title(参考訳): Hessian Eigenmodeアライメントを用いた拡張クライミング画像Nudged Elastic Band法
- Authors: Rohit Goswami, Miha Gunde, Hannes Jónsson,
- Abstract要約: 本稿では,CI-NEBとMMF法を統合する適応型ハイブリッドアルゴリズムを提案する。
エネルギーと力の中央値の46% (95% CrI: -55%, -37%) が, ヘプタマー島の遷移には28%の減少が認められた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate determination of transition states is central to an understanding of reaction kinetics. Double-endpoint methods where both initial and final states are specified, such as the climbing image nudged elastic band (CI-NEB), identify the minimum energy path between the two and thereby the saddle point on the energy surface that is relevant for the given transition, thus providing an estimate of the transition state within the harmonic approximation of transition state theory. Such calculations can, however, incur high computational costs and may suffer stagnation on exceptionally flat or rough energy surfaces. Conversely, methods that only require specification of an initial set of atomic coordinates, such as the minimum mode following (MMF) method, offer efficiency but can converge on saddle points that are not relevant for transition of interest. Here, we present an adaptive hybrid algorithm that integrates the CI-NEB with the MMF method so as to get faster convergence to the relevant saddle point. The method is benchmarked for the Baker-Chan (BC) saddle point test set using the PET-MAD machine-learned potential as well as 59 transitions of a heptamer island on Pt(111) from the OptBench benchmark set. A Bayesian analysis of the performance shows a median reduction in energy and force calculations of 46% [95% CrI: -55%, -37%] relative to CI-NEB for the BC set, while a 28% reduction is found for the transitions of the heptamer island. These results establish this hybrid method as a highly effective tool for high-throughput automated chemical discovery of atomic rearrangements.
- Abstract(参考訳): 遷移状態の正確な決定は、反応速度論の理解の中心である。
クライミング画像ナッジ弾性バンド(CI-NEB)のような初期状態と最終状態の両方を指定した二重端点法は、2つの間の最小エネルギー経路を同定し、したがって、与えられた遷移に関係のあるエネルギー表面上のサドル点を同定し、遷移状態理論の調和近似における遷移状態の推定を与える。
しかし、そのような計算は高い計算コストを発生させ、非常に平坦なまたは粗いエネルギー表面で停滞する可能性がある。
逆に、最小モード追従法(MMF)のような初期原子座標の仕様のみを必要とする手法は、効率性を提供するが、関心の遷移とは無関係なサドル点に収束することができる。
本稿では,CI-NEBをMMF法と統合した適応型ハイブリッドアルゴリズムを提案する。
本手法は,PET-MADマシン学習電位を用いたBaker-Chan (BC) サドル点検セットと,OPtBenchベンチマークセットからPt(111)上のヘプタマー島の59遷移をベンチマークした。
ベイズ解析では, ヘプタマー島の遷移に比して46% (95% CrI: -55%, -37%) のエネルギーと力の中央値が減少し, ヘプタマー島の遷移に比して28%の減少が認められた。
これらの結果は、原子の再配列の高速な自動化学発見のための高効率なツールとして、このハイブリッド手法を確立している。
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