분자 및 원자 클러스터 전역 최적화

본 연구는 분자 및 원자 클러스터의 전역 에너지 최소점을 찾는 새로운 전역 최적화 알고리즘(GOAT)을 제안한다. GOAT는 분자 동역학(MD) 시뮬레이션 없이 전역 최소점을 탐색하여, MD의 단점인 수백만 번의 시간 소모적인 기울기 계산을 회피한다. 이로 인해 고비용의 양자 화학 계산 방법, 특히 하이브리드 DFT와도 함께 사용할 수 있다. GOAT 알고리즘의 정확성은 유기 분자, 물 클러스터, 금속 착물, 금속 나노입자 등 다양한 시스템에 적용하여 입증되었다. 기존의 최첨단 방법론, 예를 들어 Conformer-Rotamer Ensemble Sampling Tool (CREST)과의 비교를 통해 GOAT의 우수성을 확인하였다. 또한, 도전적인 경우에도 성공적인 결과를 도출할 수 있었던 GOAT의 이론적 배경과 메커니즘을 상세히 논의한다. GOAT는 전역 최소점 탐색에 있어 기존 알고리즘보다 전반적으로 더 효율적이고 정확하다. 특히, 잠재 에너지 표면(PES)의 자유로운 선택 덕분에 다른 방법론으로는 해결하기 어려웠던 문제에서도 성공적인 결과를 보여준다.