Wn (n= 1–6)团簇吸附CO的密度泛函研究

采用密度泛函理论(density functional theory, DFT) 在B3LYP/LANL2DZ基组水平上对钨团簇吸附CO分子进行了系统研究. 结果表明, W_nCO团簇的基态结构是在W_n团簇中性或阴离子基态结构的基础上吸附CO生长而成; CO的吸附以端位吸附为主,桥位吸附为辅; CO分子在W_n团簇表面发生的是非解离性吸附. 与优化的CO键长(0.116 nm)相比,吸附后C-O键长变长(0.120–0.123 nm), 表明吸附后C-O键被削弱, CO分子被活化了.稳定性分析表明,在所研究的团簇中, W₃CO和W₅CO团簇的稳定性较强;自然键轨道(NBO)分析表明, W原子与CO分子相互作用的本质是CO分子内的杂化轨道与W原子6s, 5d, 6p和6d轨道相互作用的结果. 关键词： nCO (n= 1–6)团簇')" href="#">W_nCO (n= 1–6)团簇 基态构型 稳定性 电子性质     

密度泛函理论研究BnNi(n=6—12)团簇的结构和磁性

基于第一性原理,用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)方法,在充分考虑自旋多重度的前提下,优化并得到了B_n(n=6—12)和B_nNi(n=6—12)团簇的平衡构型,按照能量最低原理确定其基态结构. B_n团簇的计算结果与已有的理论结果相一致. 当Ni原子掺杂在B_n团簇 关键词： nNi团簇')" href="#">B_nNi团簇 基态结构 磁性     

密度泛函理论研究H2与Rhn（n=1—8）团簇的相互作用

采用密度泛函理论对H₂与Rh_n（n=1—8）团簇的相互作用进行了系统研究.结果表明, Rh_nH₂体系的最低能量结构是在Rh_n团簇最低能量结构的基础上吸附H原子生长而成.吸附H原子没有改变Rh_n团簇的结构, 键长是影响Rh_n和Rh_nH₂磁矩的主要因素.从优化后的几何结构可以看出吸附后的H₂发生断键,表明H₂分子发生了解离性吸附.当n≤5,H原子的吸附以桥位为主,当n≥6时,H原子开始出现空位吸附.H原子的吸附提高了Rh_n的稳定性和化学活性,较小的吸附能表明H原子易从Rh_nH₂中解离出来.二阶能量差分表明4是Rh_nH₂和Rh_n团簇的幻数. 关键词： nH₂和Rh_n团簇')" href="#">Rh_nH₂和Rh_n团簇 平衡结构 电子性质     

(TiO2)n(n=3—6)团簇吸附水分子的理论研究

给出了优化小分子在团簇表面吸附结构的遗传算法.结合经验势函数,搜寻了水分子在(TiO₂)_n(n=3—6)团簇上可能的吸附方式;利用B3LYP/6-31G^**方法对各种吸附结构进行了优化.结果表明水分子主要通过O原子以非解离方式吸附到团簇中配位数较低或位置比较凸出的Ti原子上.分子轨道分析表明,水分子与团簇之间的成键主要来自吸附位Ti原子3s3p轨道的贡献,水分子的轨道保持了气相水分子中的基本特征,但离域化程度增大 关键词： 2团簇')" href="#">TiO₂团簇 2O吸附')" href="#">H₂O吸附 遗传算法 DFT     

第一性原理对GenB(n=12—19)团簇的最低能量结构及其电子性质的研究

利用第一性原理在广义梯度近似下，研究了Ge_nB(n=12—19)团簇的结构和电子性质. 结果表明：Ge_nB(n=12—19)团簇具有较大的能隙;这些团簇的最低能量结构包含有Ge₉或Ge₁₀结构单元；B原子嵌套在Ge_n团簇中和B原子替代Ge_n+1团簇的Ge原子是构成Ge_{n 关键词： n}B团簇')" href="#">Ge_nB团簇 最低能量结构 电子性质     

密度泛函理论研究Scn，Yn和Lan(n=2—10)团簇的稳定性、电子性质和磁性

通过采用密度泛函理论对Sc₂,Y₂和La₂基本性质的计算,选择在较优理论水平下系统地研究了Sc_n, Y_n和La_n(n=2—10)团簇的几何结构、稳定性、电子性质和磁性及其随团簇尺寸的变化趋势.此同族三种团簇的稳定性由原子密堆集几何结构效应决定,幻数均表现出一致的结果.La_n团簇的能隙比 关键词： n')" href="#">Sc_n n和La_n团簇')" href="#">Y_n和La_n团簇 密度泛函理论 电子性质 磁矩     

NiMgn(n=1—12)团簇的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似 (GGA),在考虑自旋多重度的情况下,对NiMg_n(n=1—12)团簇进行了构型优化,频率分析和电子性质计算.结果表明：n=1,2时,体系的基态为自旋三重态,n≥3时,为单重态;Ni原子掺杂使主团簇结构发生了明显变化. n≤8时,三角双锥,四角双锥结构主导着NiMg_n基态团簇的生长行为; n在9—12之间时,主团簇Mg_n+1(n=1—12)的基于三棱柱构型的基态演化行为发生了一定程度的改变;n≥6时,Ni原子陷入了主团簇内部;掺杂使体系的平均结合能增大,能隙减小;n=4,6,10是团簇的幻数;不同尺寸团簇的s, p, d轨道杂化中,Ni原子3d, 4p成分所起作用不同; NiMg₆基态结构具有很高的对称性(O_h),很好的稳定性和化学活性,能隙仅为0.25eV. 关键词： n团簇')" href="#">NiMg_n团簇 几何结构 稳定性 化学活性     

密度泛函理论研究MgnOn(n=2—8)团簇的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对Mg_nO_n(n=2—8)团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率和电子性质进行了计算.结果表明,当n=2,3时,团簇的最低能量结构是平面结构;当n≥4时, 团簇的最低能量结构可以看成是由Mg₂O₂和Mg₃O₃单元组成的三维结构.O—Mg—O的钝角和较多的电荷转移对团簇的稳定性 关键词： nO_n团簇')" href="#">Mg_nO_n团簇 几何结构 电子性质     

Cu吸附(SiO3)n(n=1—8)团簇几何结构和电子性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论下的广义梯度近似和交换关联函数对Cu吸附(SiO₂)n(n=1—8)团簇的几何结构、电荷分布、稳定性和电子性质进行了较详细的研究,结果表明: Cu原子易于和带有悬挂键的Si原子作用并形成"铜岛膜"; Cu吸附(SiO₂)_n团簇后Si原子失去电子能力减弱,O原子得到电子能力增强;Cu(SiO₂)n(n 关键词： 密度泛函理论 2)_n (n=1—8)团簇')" href="#">Cu(SiO₂)_n (n=1—8)团簇 近红外吸收     

第一性原理对XMgn(X=B,Al, n=1—12)团簇的几何结构和电子性质的研究

利用密度泛函理论(DFT)的B3PW91方法,在6-311G水平上对BMg_n,AlMg_n(n=1—12)团簇进行了几何结构优化和电子性质分析. 发现随着原子个数的增加, B原子进入镁团簇的内部, 而AlMg_n和镁团簇有相似的生长模式. B,Al原子的掺杂均能使镁团簇的平均结合能增大,稳定性增强, BMg_n,AlMg_n关键词： 密度泛函理论 最低能量结构 n和AlMg_n团簇')" href="#">BMg_n和AlMg_n团簇 NBO电荷布居     

Ti$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;B$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;n$lt;/i$gt;=1–10)团簇的结构与稳定性:基于从头算的研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法, 结合从头算的CCSD(T)方法对Ti₂B_n(n=1–10)团簇的稳定性和电子性质进行了研究. 发现两个Ti原子的掺杂导致B_n团簇结构发生了根本性变化. 随着n的增大, Ti₂B_n团簇结构生长非常规律. 所有的最稳定结构都可看成双锥结构, 并且两个Ti原子处在双锥结构的锥顶. 根据二阶差分能量分析, 得出Ti₂B_n(n=1–10)团簇的幻数是6, 7和8. 进一步分析了团簇的Ti原子解离能、B原子解离能以及团簇的电子亲和势和电离势. 这些能量分析表明Ti₂B₆团簇既有良好的热力学稳定性, 又有良好的动力学稳定性. 应用前线轨道理论, 对Ti原子与B₆之间的成键进行了分析, 了解其稳定性的根源. 关键词： 2B_n团簇')" href="#">Ti₂B_n团簇 稳定性 从头计算 电子结构     

Al_2S_n~±(n=2—10)团簇结构特征和稳定性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311G**水平上对Al2S±n(n=2—10)团簇的几何结构和电子结构进行了理论计算.讨论了铝硫二元离子混合团簇基态结构的变化规律、电荷转移和成键特征.结果表明,在S簇中掺杂Al原子会使Sn结构发生明显改变.Al2S±n团簇基态结构是以Al2S2四元环为骨架或桥梁,分别与S原子或S簇相结合形成单环到三环的平面和立体结构.结构中化学键键型和成键数目影响团簇的稳定性.通过对基态结构的解离能和能量二次差分值的分析得到了Al2S±n团簇的稳定性信息.     

合金团簇(FeCr)n中的非共线磁序和自旋轨道耦合效应

利用密度泛函理论对合金团簇(FeCr)_n (n≤6)的几何结构、稳定性和磁性进行了系统的研究. 研究结果表明, 对n≤3的合金团簇, 其基态具有共线的反铁磁序; 而对于n≥4 的合金团簇, 其基态具有非共线磁序, 因此在n=4时体系发生了共线磁序向非共线磁序的“相变”. 此外, 虽然3d过渡金属原子中电子的自旋轨道耦合效应比较弱, 但计算结果表明对于某些小尺寸的合金团簇其轨道磁矩不能忽略. 对非共线磁性团簇的成键性质以及产生磁序“相变”的物理起源进行了详细讨论. 关键词： n合金团簇')" href="#">(FeCr)_n合金团簇 密度泛函理论 非共线磁序 自旋轨道耦合效应     

Structure,stability and electronic properties of SrSi_n(n= 1–12) clusters::Density-functional theory investigation

Geometric structures, stabilities, and electronic properties of SrSin(n = 1–12) clusters have been investigated using the density-functional theory within the generalized gradient approximation. The optimized geometries indicate that one Si atom capped on SrSin 1structure and Sr atom capped Sinstructure for difference SrSinclusters in size are two dominant growth patterns. The calculated average binding energy, fragmentation energy, second-order energy difference, the highest occupied molecular orbital, and the lowest unoccupied molecular orbital(HOMO–LUMO) gaps show that the doping of Sr atom can enhance the chemical activity of the silicon framework. The relative stability of SrSi9is the strongest among the SrSinclusters. According to the mulliken population and natural population analysis, it is found that the charge in SrSin clusters transfer from Sr atom to the Sinhost. In addition, the vertical ionization potential, vertical electron affinity, and chemical hardness are also discussed and compared.     

WnNim(n+m=8)团簇结构与电子性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在Lanl2dz基组水平上对W_nNi_m(n+m=8)团簇的各种可能构型进行了几何参数全优化,得到了它们的基态构型;并对基态构型的平均结合能、Wiberg键级(WBI)、磁学性质、NBO进行了分析,结果表明:团簇随着W原子数的增多,稳定性增强,n≥5时,结构中都含有纯钨团簇的结构基元;W-W键级高于W-Ni键和Ni-Ni键;W₅Ni₃,W₆Ni₂团簇发生了"磁矩猝灭"的现象;在W,Ni原子内部,轨道电荷发生了转移,产生了"轨道杂化"现象,W,Ni原子之间也发生了电荷转移形成了较强的化学键. 关键词： nNi_m(n+m=8)团簇')" href="#">W_nNi_m(n+m=8)团簇 几何结构 电子性质 密度泛函理论     

密度泛函理论研究ScnO(n=1—9)团簇的结构、稳定性与电子性质

采用基于密度泛函理论的BP86/CEP-121G （O原子采用6-311G^**基组）方法,对Sc_nO （n=1—9）团簇的几何结构、能量与稳定性、电子结构性质及其随团簇尺寸的变化趋势进行了研究.随着团簇原子个数的增加,O原子从位于Sc_n团簇结构的边缘转变为占据团簇的内部位置.O原子的掺入增加了Sc_n团簇的稳定性,使其能隙升高,并改变了其稳定性及电子结构性质随团簇尺寸变化的规律;含有偶数个Sc原子的氧化物团簇比其周围邻近的含有奇数个Sc原子的氧化物团簇具有相对较高的稳定性.Sc_nO团簇电离势的理论计算值与实验值符合得较好,而其电子亲和势呈现振荡交替上升的变化趋势;用最大化学硬度规律等方法表征了Sc_nO氧化物团簇的稳定性和电子结构性质. 关键词： nO团簇')" href="#">Sc_nO团簇 几何结构 电子性质 密度泛函理论     

Nickel cluster functionalised carbon nanotube for CO molecule detection: a theoretical study

Using spin-polarised density functional theory calculation single-walled carbon nanotube (SWCNT) whose sidewall is functionalised with nickel cluster is studied for its possible application in CO molecule sensing. We have chosen (6,0) SWCNT functionalised with Ni₁₃ cluster as the model for nanotube-cluster system. Changes in the properties of nanotube-cluster system brought by the CO molecule are reported. The CO molecule binding is energetically more favourable to the nanotube-cluster system than the pristine nanotube. The electronic properties are investigated in terms of density of states and bandstructure calculations. Pristine carbon nanotubes are intrinsically non-magnetic but nanotubes functionalised with nickel cluster are observed to have a huge magnetic moment which reduced on adsorbing CO molecule. The change in magnetisation upon CO adsorption may be detected using a suitable magnetometer. This result suggests the possibility of using carbon nanotube-cluster system to detect CO molecules. Bader charge analysis shows that CO molecule withdraws electronic charge from the cluster atoms. Nature of chemical bonding is studied with crystal orbital Hamilton population (–COHP) analysis.     

B$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;Y($lt;i$gt;n$lt;/i$gt;=1–11)团簇的结构和电子性质

利用密度泛函理论TPSSh方法对B采用6-311+G(d), 对Y采用Lanl2dz相对论有效势基组, 研究了B_nY (n=1–11)团簇的平均结合能、二阶能量差分、最高分子占据轨道和最低空轨道之间的能级间隙、极化率和第一静态超极化率等物理化学性质. 结果表明, 随着尺寸的增大, B_nY (n=1–11)团簇的最低能量结构从平面逐步演变为立体结构. 随硼原子数n的增加, 团簇的平均结合能表明了较好的热力学稳定性, 有利于Y掺杂B团簇形成较大的块体材料.二阶能量差分表明基态B₃Y, B₅Y和B₇Y团簇较相邻团簇稳定. 能隙表明了基态B₃Y, B₅Y, B₇Y和B₉Y的化学稳定性较高. 综合说明B_nY (n=1–11)硼团簇中, 基态B₃Y, B₅Y和B₇Y具有较好的稳定性. 极化率表明基态B_nY团簇的电子结构随B原子的增加趋于紧凑, 第一静态超极化率表明基态B₅Y, B₄Y, B₃Y和B₆Y平面结构的团簇具有明显的非线性光学性质, 为寻找性能优异的非线性光学材料提供了一定的参考. 关键词： 密度泛函TPSSh方法 nY (n=1–')" href="#">B_nY (n=1– 11)团簇 几何结构 电子性质     

Mn(SiO2)3(M=Fe,Co,Ni;n=1-3)团簇的几何结构、光电性质及磁性

基于密度泛函理论中的广义梯度近似系统研究M_n(SiO₂)₃(M=Fe,Co,Ni;n=1-3)团簇的几何结构、光电性质和磁学性质.结果表明:Fe,Co原子相对于Ni原子更易于在(SiO₂)₃团簇上聚集;通过分析团簇的分裂途径及其产物,发现稳定性较好的氧化硅是一种很好的用于负载过渡金属"岛膜"的载体材料;M_n(SiO₂)₃团簇的能隙恰好位于近红外光谱范围内.通过磁性分析发现,该复合团簇的磁矩主要局域在过渡金属原子周围,而且,Fe₂(SiO₂)₃和Co₃(SiO₂)₃具有相对较大的磁矩,这主要源于过渡金属原子的d轨道间相互耦合.能隙和磁性两方面性质进一步肯定了二氧化硅磁性复合材料在医学界被用作光动力靶向治疗的可观前景.