团簇是由许多原子在原子间作用力的基础上形成的稳定形态。二元Morse团簇的启发式优化就是使用各种高效的启发式算法,寻找团簇的最佳构型,即能量值最低的团簇构型。这是一个典型的NP-难问题,因为随着团簇大小的增长,问题的复杂度呈指数型增长。二元团簇的研究意义深远。一方面,二元团簇中存在着很多在单元团簇中不可能出现的物理性质和化学性质,这些性质对材料的合成有着重要的指导作用,比如可以用作药物、合金、催化剂等物质的合成。另一方面,二元团簇为人类提供了根据原子类型、团簇大小以及原子组合得到新构型的机会。全文专注于二元Morse团簇的研究,使用Morse势能函数来描述团簇中原子间的作用力,Morse势能函数是一种简单的对势能函数。与一元团簇相比,二元团簇最佳构型的寻找更加困难。因为二元团簇的势能表面更加复杂,导致二元团簇局部最优值的数量远远大于一元团簇。此外,二元团簇中存在着大量的同分异构体(结构相同,但是原子类型不同),这些都使得二元团簇最佳构型的寻找更加困难。算法使用L-BFGS算法作为基本局部优化算法,采用全局扰动策略、改进的动态格子算法、改进的表面操作算法、新提出的两阶段的交换算法,寻找原子个数为38和75二元团簇的最佳构型。总的来说,全局扰动、动态格子算法、改进的表面操作算法是扰动策略,两阶段的交换算法属于移动策略。寻找团簇最优构型所使用的算法中,改进了经典的表面操作算法和动态格子算法,并且提出了两阶段的交换算法,通过计算得出了团簇大小为38和75的二元团簇最优值。改进后的算法在寻找团簇最优构型时表现出很好的效果,并且具备很高的搜索效率。