FeBN(N≤6)团簇的结构与磁性

利用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)，在考虑自旋多重度后，预测了FeB_N(N≤6)团簇的基态结构.结果表明基态团簇的自旋多重度分别为4，3，2，1，2和1，其中FeB₄团簇比较稳定.同时对FeB_N(N≤6)基态团簇的磁性做了系统地研究，发现除了FeB₅团簇外，FeB_N(N≤6)团簇的总磁矩和Fe原子磁矩随团簇尺寸的增大而减小. 关键词： N团簇')" href="#">FeB_N团簇 自旋多重度 磁矩     

Aun(n=2,3,4)团簇与乙醇分子相互作用的第一性原理研究

利用密度泛函理论研究了Au_n(n=2,3,4)团簇与乙醇分子的吸附机理.研究结果表明:Au_n(n=2,3,4)团簇分别能够吸附1到n个乙醇分子,生成Au_n-(C₂H₆O)_1-n配合物;Au₄团簇吸附乙醇分子有多种构型,通过分析吸附能和Mulliken电荷分布,确定了4个乙醇分子的吸附顺序及相应的稳定构型;Au_n(n=3,4)团簇在吸附最后一个乙醇分子时改变了前面Au—O成键的作用模式,而是选择Au—H成键;作为吸附主体的金团簇和被吸附的乙醇分子在吸附前后构型变化都很少,它们之间的吸附作用为弱相互作用. 关键词： 金团簇 乙醇分子 密度泛函理论     

Li修饰的C24团簇的储氢性能

利用密度泛函理论研究了Li原子修饰的C₂₄团簇的储氢性能. Li原子在C₂₄团簇表面的最佳结合位是五元环. Li原子与C₂₄团簇之间的作用强于Li原子之间的相互作用, 能阻止它们在团簇表面发生聚集. 当Li原子结合到C₂₄表面时, 它们向C原子转移电子后带正电荷. 当氢分子接近这些Li原子时, 在电场作用下发生极化, 通过静电相互作用吸附在Li原子周围. 在Li修饰的C₂₄复合物中, 每个Li原子能吸附两到三个氢分子, 平均吸附能处于0.08到0.13 eV/H₂范围内. C₂₄Li₆能吸附12个氢分子, 储氢密度达到6.8 wt%.     

(Ca3N2)n(n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G^*基组水平上对(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明,(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇最稳定构型中N原子为3—5配位,Ca—N键长为0.231—0.251nm,Ca—Ca键长为0.295—0.358nm;N原子的自然电荷在-1.553e—-2.241e之间,Ca原子的自然电荷在1.035e—1.445e之间,Ca和N原子间相互作用呈现较强的离子性,Ca₃N₂和(Ca₃N₂)₃团簇有相对较高的动力学稳定性. 关键词： 3N₂)_n(n=1—4)团簇')" href="#">(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇 密度泛函理论 结构与性质     

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     

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     

密度泛函理论研究CO与Nin（n=1—6）团簇的相互作用

采用密度泛函理论对CO吸附在镍团簇表面进行了系统研究.结果表明,Ni_nCO团簇的最低能量结构是在Ni_n团簇最低能量结构的基础上吸附CO生长而成,CO的吸附没有改变Ni_n团簇的结构;CO分子在Ni_n团簇表面发生的是非解离性吸附,与优化的CO键长（0.1138?nm）相比,吸附后C—O键长变长（0.1180—0.1214?nm）,表明吸附后C—O键被削弱,CO分子被活化.自然键轨道分析表明,CO分子只与最近邻的Ni原子发生相互作用;CO分子与Ni原子相互作用的本质是CO分子内的杂化轨道与Ni原子3d, 4s, 4p轨道相互作用的结果. 关键词： nCO团簇')" href="#">Ni_nCO团簇 n团簇')" href="#">Ni_n团簇 平衡结构 电子性质     

［Mg(NH2)2］n(n=1—5)团簇的密度泛函理论研究

用密度泛函理论的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G^*基组水平上对［Mg(NH₂)₂］_n(n=1—5)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性等进行了理论研究.结果表明：团簇易形成链状结构,Mg—N键长为0.190—0.234 nm,N—H键长为0.101—0.103 nm,H—N—H键角为100.2°—107.5°;团簇中M 关键词： 2)₂］_n(n=1—5)团簇')" href="#">［Mg(NH₂)₂］_n(n=1—5)团簇 密度泛函理论 结构与性质 储氢材料     

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     

富勒烯衍生物C60（CF3）n（n=2，4，6，10）几何结构和电子性质变化规律的密度泛函研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对C₆₀（CF₃）_n （n=2,4,6,10）几何结构和电子性质的变化规律进行了计算研究.发现在C₆₀（CF₃）₄可能稳定存在的三种同分异构体中,具有p p p加成方式的衍生物热力学性质最为稳定;在C₆₀（CF₃）₆可能稳定存在的三种同分异构体中,具有p p p m p加成方式的衍生物热力学性质最为稳定.对C₆₀（CF₃）₂,C₆₀（CF₃）₄,C₆₀（CF₃）₆和C₆₀（CF₃）₁₀四种加成衍生物的几何结构分析可知：随着CF₃加成个数的增加,C₆₀中的C—C平均键长逐渐变大,笼子与CF₃之间连接键C_C60—C_CF3逐渐变大.对它们的电子结构分析可知,随着CF₃加成数目的增多,反应热几乎是线性增加.而C₆₀（CF₃）_n（n=2,4,6,10）分子的平均反应热在n=6处为极大值,说明C₆₀（CF₃）₆应该是最容易得到的加成产物.由Mulliken电荷可知,加成的CF₃个数越多,CF₃与笼子的相互作用也就越强,每个CF₃转移到笼子上电荷数也就越多.C₆₀（CF₃）_n的自旋聚居数分布表明它们均为闭壳层结构.最后,从CF₃对分子的前线轨道贡献可知,四种分子的得电子情况和失电子情况均发生在碳笼本身,并不随着CF₃个数的增加而发生明显的改变. 关键词： 60（CF₃）_n （n=2')" href="#">C₆₀（CF₃）_n （n=2 10） 几何结构和电子性质 密度泛函     

合成氨钌催化剂的晶体和形貌敏感性

哈伯-博施法合成氨反应是高温高压的耗能过程,因此降低该过程的能量消耗及开发温和条件下合成氨反应催化剂具有重要意义. 金属钌是合成氨反应中最有前途的催化剂之一,一直备受广泛关注. 确定金属钌催化剂的结构敏感性并提高其比质量活性是多相催化中亟待解决的重要问题. 氮气(N₂)活化是合成氨反应中的关键步骤. 本文通过第一性原理理论计算和微观动力学模拟方法系统研究了具有六方密排和面心立方晶体结构的钌催化剂上N₂活化过程和N₂解离反应速率. 理论计算研究表明,在六方密排Ru形貌中,{2130}晶面具有最高的N₂解离活性,其次是{0001}台阶面,它们比六方密排Ru其他表面上N₂解离反应速率高3个数量级以上;在面心立方Ru形貌中,{211}和{311}表面上N₂解离活性最高. 这些结果都表明台阶面/台阶位对氮气活化至关重要. 虽然六方密排Ru {2130}晶面具有最低的N₂解离能垒,然而由于面心立方Ru上可以暴露更高密度的活性位点,使得面心立方Ru比六方密排Ru具有更高的N₂转化速率. 本研究深入理解了N₂解离过程中,金属Ru 催化剂形貌和晶相结构敏感性,这为设计和优化高活性的合成氨Ru催化剂提供了理论基础.     

C60分子在GaAs(001)表面的外延生长的扫描隧道显微镜研究

利用扫描隧道显微镜（STM）系统地研究了C₆₀薄膜在GaAs（001）表面的异质外延生长．在GaAs（001）2×4-β相表面，观察到C₆₀薄膜以非密排面进行生长，并在生长中有结构相变产生．实验数据表明，薄膜下层面心立方（fcc）的晶格常数比C₆₀晶体的晶格常数要大13%；而薄膜的表层结构则展示了非理想的六角密堆（hcp）结构，其表面为hcp（1100）面，生长过程是非理想的层状生长模式．在GaAs（001）-c（4×4）衬底上，C₆₀薄膜的表面仍然是fcc（111）面，其结构参数与C₆₀晶体一致，但C₆₀薄膜采用了三维模式进行生长 关键词：     

The relativistic density functional investigations on geometries, electronic and magnetic properties of Irn (n=1-13) clusters

<正>The Ir_n(n=1-13) clusters are studied using the relativistic density functional method with generalized gradient approximation.A series of low-lying structures with different spin multiplicities have been considered.It is found that all the lowest-energy Ir_n(n=4-13) geometries prefer non-compact structures rather than compact structure growth pattern.And the cube structure is a very stable cell for the lowest-energy Ir_n(n8) clusters.The second-order difference of energy,the vertical ionization potentials,the electron affinities and the atomic average magnetic moments for the lowest-energy Ir_n geometries all show odd-even alternative behaviours.     

Structures and electronic properties of Mo2nNn（n=1-5）:a density functional study

The lowest-energy structures and the electronic properties of Mo2nNn(n=1-5) clusters have been studied by using the density functional theory(DFT) simulating package DMol 3 in the generalized gradient approximation(GGA).The resulting equilibrium geometries show that the lowest-energy structures are dominated by central cores which correspond to the ground states of Mo n(n = 2,4,6,8,10) clusters and nitrogen atoms which surround these cores.The average binding energy,the adiabatic electron affinity(AEA),the vertical electron affinity(VEA),the adiabatic ionization potential(AIP) and the vertical ionization potential(VIP) of Mo2nNn(n=1-5) clusters have been estimated.The HOMO-LUMO gaps reveal that the clusters have strong chemical activities.An analysis of Mulliken charge distribution shows that charge-transfer moves from Mo atoms to N atoms and increases with cluster size.     

Crystal structure of solid C70

Detailed analysis of the room temperature X-ray powder diffraction data of pure solid C₇₀ is reported. C₇₀ prepared by slow evaporation from toluene solution adopts an hcp structure (space groupP6₃/mmc) witha=10·53(1) A andc=17·24(1) A. C₇₀ sublimed on to Si wafer adopts an fcc structure witha=14·89(1) A. The occurrence of both the hcp and fcc phases is rationalized in terms of cohesive energy calculations. Theoretical calculations of the diffraction pattern for the hcp structure, taking into account (a) orientational disorder amongst the molecules (b) presence of stacking faults and (c) a fraction of the sample to be amorphous/microcrystalline is seen to provide very good agreement with the experimental diffraction pattern.     

三明治结构Tan(B3N3H6)n+1 团簇的磁性和量子输运性质

利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法, 本文对小尺寸团簇Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1 (n ≤ 4)的磁性和量子输运性质进行了系统的研究. 计算结果表明, 此类体系采用三明治结构作为其基态并且具有较高的稳定性. 体系的磁矩随团簇尺寸的增大而线性增大. 当把Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1团簇耦合到Au电极上时, 形成的Au-Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1-Au体系在有限偏压下展示出了较强的自旋过滤能力, 因而可以被看做是一类新型的低维自旋过滤器.     

The energetics of large Lennard-Jones clusters: transition to the hexagonal close-packed structure

The energetics of large multiply twined particles (MTPs) such as decahedra with fivefold symmetry, face-centred cubic (fcc) and hexagonal close-packed (hcp) clusters in size from 2000 to ~45000 atoms was numerically analysed. Clusters were relaxed freely under the Lennard-Jones pair potential to the energy minimum. The essential extension of size compared to previous studies and the additional shape-optimisation of hcp and fcc clusters as well as truncated decahedra appears to be of high importance in the potential energy analysis. The best-optimised decahedra were confirmed to be the most favourable structure from 2000 to ~10⁵ atoms. Only in the short size interval, above N ∼10000 atoms, the best-optimised fcc clusters and simplest Marks' decahedra could alternate, while above N ∼14000 atoms does the shape-optimised hcp structure be proved to become more favourable for single crystal particles compared to the best-optimised fcc structure. Depending on shapes and sizes, decahedra and hcp clusters can alternate in the wide size interval above N ∼ 14000 atoms and presumably form the mixed abundances of clusters belonging to the both symmetries. Finally, the upper limit for stable MTPs was estimated to be about N ∼10⁵ atoms, while above only the hcp clusters are the most favourable.     

Rb掺杂C60单晶的相衍变和电子态

在C₆₀单晶超高真空解理面上制备C₆₀的Rb填隙化合物薄膜.用同步辐射光电子能谱研究了相衍变过程.观察到对应于固溶相、Rb₁C₆₀和Rb₃C₆₀的电子态密度分布.当数纳米厚Rb₃C₆₀薄膜在C₆₀单晶（111）解理面形成后，室温条件下进一步沉积Rb至样品表面不产生fcc到bct或bcc结构相变.C_{60 关键词： 4}C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相')" href="#">金属性Rb₄C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相 60单晶')" href="#">C₆₀单晶 相衍变 同步辐射光电子能谱     

Electronic structure of solid C48N12 aza-fullerene

I report electronic structures and the cohesive energy for face-centered-cubic (fcc) solid C₄₈N₁₂ using generalized-gradient density-functional theory. The full vibrational spectrum of the C₄₈N₁₂ cluster is calculated within the harmonic approximation at the B3LYP/6-31G* level of theory. The results show that fcc is energetically preferred and a more stable crystal form than body-centered-cubic (bcc). C₄₈N₁₂ clusters are found to condense by a weak (0.29 eV) van der Waals force. The band gap of fcc C₄₈N₁₂ is calculated to be 1.3 eV at the GGA-PW91 level, whereas the HOMO-LUMO gap is calculated to be 2.74 eV using B3LYP/6-31G*.     

织构C60薄膜的生长与光致发光特性

用Hot Wal方法，在氟金云母单晶上生长出了（111）织构的C₆₀薄膜．用X射线衍射、Raman散射、扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了织构C₆₀薄膜的结晶质量和结构特性．测量了织构C₆₀薄膜在室温300K和低温77K的光致发光光谱．对所得结果进行了分析与讨论 关键词：