FeBN (N≤3)团簇的结构与磁性

基于第一性原理,利用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对FeBN(N≤3)团簇进行了结构优化、能量和频率的计算,得到了FeBN(N≤3)团簇在不同自旋多重度下的平衡结构并确定了团簇的基态构型.结果表明,FeBN(N≤3)基态团簇的自旋多重度分别为4、3、2.我们对FeBN基态团簇的磁性做了系统的研究,得出了Fe原子磁矩和团簇总磁矩随团簇尺寸增大而减小的结论.     

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FeBN(N≤6)团簇的基态结构.结果表明基态团簇的自旋多重度分另4为4,3,2,1,2和1,其中FeB4团簇比较稳定.同时对FeBN(N≤6)基态团簇的磁性做了系统地研究,发现除了FeB5团簇外,FeBN(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.     

密度泛函理论对Cd_nTe_n(1≤n≤12)团簇结构与性质的研究

采用基于密度泛函理论的DMol 3软件包对CdnTen(1≤n≤12)团簇的几何结构进行优化,并对其能量、频率以及电子性质进行模拟分析.结果表明,团簇CdnTen(1≤n≤12)与团簇CdnSen(1≤n≤12)具有相似的最低能量结构:当n=1～3时,团簇的最低能量结构是平面结构;当n=4～12时,团簇的最低能量结构可以看成是由Cd2Te2和Cd3Te3团簇的最低能量结构组成的三维笼状结构;当n=12时,Cd12Te12团簇的最低能量结构为一个完美的球壳.随着团簇尺寸的增大,转移的电荷逐渐增加,转移的电荷量有达到块体中电荷值的趋势.团簇的总能量二阶有限差分,平均结合能以及能隙都显示团簇的幻数为Cd3Te3,Cd6Te6和Cd9Te9.     

密度泛函理论对CdnTen（1≤n≤12）团簇结构与性质的研究

采用基于密度泛函理论的DMol3软件包对CdnTen（1≤n≤12）团簇的几何结构进行优化,并对其能量、频率以及电子性质进行模拟分析. 结果表明,团簇CdnTen（1≤n≤12）与团簇CdnSen（1≤n≤12）具有相似的最低能量结构：当n=1～3时,团簇的最低能量结构是平面结构;当n=4～12时,团簇的最低能量结构可以看成是由Cd2Te2和Cd3Te3团簇的最低能量结构组成的三维笼状结构;当n=12时,Cd12Te12团簇的最低能量结构为一个完美的球壳. 随着团簇尺寸的增大,转移的电荷逐渐增加,转移的电荷量有达到块体中电荷值的趋势. 团簇的总能量二阶有限差分,平均结合能以及能隙都显示团簇的幻数为Cd3Te3,Cd6Te6 和Cd9Te9.     

Sin－1N和Sin－2N2（n=3~9）团簇结构与光振动能谱

用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)的B3LYP/ 6-311G(d)方法,对Sin－1N和Sin－2N2 (n=3~9)团簇的几何构型、总能量、光振动能谱等性质进行了理论研究.通过对基态结构的几何参量分析发现,对Sin－2N2 (n=3~9)团簇,只有在SiN2和Si2N2结构中N-N成键;n＞4团簇结构,N-N不成键.对团簇能量讨论的结果表明;对于Sin－1N (n=3~9)团簇,总原子数是偶数的团簇比奇数的稳定;对于Sin－2N2(n=3~9)团簇,总原子数是奇数的团簇比偶数的稳定.     

CdnSen（1≤n≤12）团簇结构与电子性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对CdnSen（1≤n≤12）团簇的几何结构进行优化,并对其能量、频率以及电子性质进行了模拟分析. 结果表明, 当n=1～3时,团簇的最低能量结构是平面结构, Cd-Se键长是影响硒化镉团簇总能量的重要因素;当n=4～12时,团簇的最低能量结构可以看成是由Cd2Se2和Cd3Se3团簇的最低能量结构连接而成的三维结构,而Se-Cd-Se键角是影响硒化镉团簇总能量的主要因素. 随着团簇尺寸的增大,转移的电荷逐渐增加,转移的电荷量有达到块体中电荷值的趋势. 团簇的总能量二阶有限差分,平均结合能以及最高已占据轨道和最低未占据轨道的能隙都显示团簇的幻数为n=3,6和9.     

CdnSen（1≤n≤12）团簇结构与电子性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对CdnSen（1≤n≤12）团簇的几何结构进行优化,并对其能量、频率以及电子性质进行了模拟分析. 结果表明, 当n=1～3时,团簇的最低能量结构是平面结构, Cd-Se键长是影响硒化镉团簇总能量的重要因素;当n=4～12时,团簇的最低能量结构可以看成是由Cd2Se2和Cd3Se3团簇的最低能量结构连接而成的三维结构,而Se-Cd-Se键角是影响硒化镉团簇总能量的主要因素. 随着团簇尺寸的增大,转移的电荷逐渐增加,转移的电荷量有达到块体中电荷值的趋势. 团簇的总能量二阶有限差分,平均结合能以及最高已占据轨道和最低未占据轨道的能隙都显示团簇的幻数为n=3,6和9.     

(C60)N团簇稳定结构的遗传算法研究

采用Pacheco-Ramalho相互作用势,结合改进的遗传算法研究了(C60)N团簇(N=3～25)的稳定结构与“幻数“序列,并研究了(C60)N 团簇的势能变化.结果表明:团簇的稳定结构与构成团簇的C60分子数目有密切的关系.随着C60分子数目的增大,团簇的稳态结构呈现出由层状变为壳状,然后又转变为层状结构的变化趋势.随着组成C60分子数的增多,团簇中分子的平均势能呈下降的趋势,下降的幅度随着分子数的增大而越来越小.     

第一性原理计算Li_2Be_N(N=1~10)团簇的最低能量结构及其电子性质

本文从第一性原理出发,利用密度泛函理论(DFT)计算了Li2BeN(N=1~10)团簇的最低能量结构及其电子性质.计算结果表明,Li2BeN(N=1~10)团簇最低能量结构的对称性与单一成分的铍团簇相比有所下降,能量二阶有限差分随团簇尺寸的增加出现了奇偶振荡现象.从结构稳定性上来看,N=9是Li2BeN(N=1~10)团簇的一个幻数.我们同时发现了团簇中从Be到Li的电荷转移以及小的Li2BeN(N≤6)团簇中类范德瓦尔斯相互作用和共价相互作用共存的现象.     

Si60团簇的结构及其与Si(111)面间碰撞的分子动力学模拟

利用紧束缚分子动力学退火方法模拟研究了Si60团簇的稳定结构和基态能量,结果表明Si60团簇为具有T对称性的截顶二十面体的富勒烯结构,平均键长为0236nm,直径为0933nm,原子结合能为4.45eVatom,JahnTeller效应对Si60团簇的结构有很大影响.通过对Si60分子和Si(111)面碰撞机理的粒子数、体积和能量不变分子动力学模拟,发现Si60分子吸附在Si(111)面所需要的垂直入射动能为40eV,Si60分子远不如C60分子稳定 关键词： 紧束缚 JahnTeller效应 碰撞     

Si_n(n≤30)团簇光谱与电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对Sin(5≤n≤30)团簇的吸收光谱,能隙(HOMO-LUMO)及电子性质进行了模拟分析.硅团簇的吸收光谱计算采用含时密度泛函理论的ALDA内核.结果表明,随着Sin(5≤n≤30)团簇尺寸的增大,团簇的吸收光谱逐渐红移,表现出较强的量子尺寸效应.团簇Sin(5≤n≤30)的吸收峰主要集中在红外光区.团簇的吸收峰主要受团簇的原子个数和电子结构影响.     

钨离子团簇与N2分子的反应性

利用激光蒸发团簇源产生Wn团簇束,团簇束通过一个充有N2气体分 子的低压反应池,利用飞行时间质谱探测反应产物,在类单次碰撞条件下研究了W+10 -W+50和N2分子的反应性,在室温条件下测量了N2分子与W+n团簇反应的 反应几率。团簇尺寸在10～26原子的团簇与N2分子的反应几率与团簇尺寸有很强的相关性 ,对n=16,22,23的团簇具有比较高的反应性。W+n与N2分子的反应性与Wn与N 2分子的反应性显示出相似的规律性。     

第一性原理计算LiNBe(N=1～12)团簇的基态结构及其电子性质

从第一性原理出发利用密度泛函理论(DFT)计算了LiNBe(N=1-12)团簇的基态结构及其电子性质.计算结果表明:铍掺杂锂团簇LiNBe(N=1-12)的基态结构相当于Be原子取代LiN 1主团簇基态结构中一个Li原子的位置;当团簇尺寸N≥6时,杂质原子Be被束缚在主团簇笼子内;随着团簇尺寸增大,团簇的离解能和二阶能量差分均出现了奇-偶振荡;从结构稳定性上来看,Li6Be是个幻数团簇.     

CdnOn（1≤n≤16）团簇光谱与电子性质的含时密度泛函理论研究

采用含时密度泛函理论对CdnOn（1≤n≤16）团簇的吸收光谱,能隙（HOMO-LUMO）及电子性质进行了模拟分析. 结果表明,当n≤3时,团簇的最低能量结构为平面结构,当4≤n≤16时,团簇的最低能量结构为三维笼状结构. 随着CdnOn（1≤n≤16）团簇尺寸的增大,团簇的吸收光谱逐渐红移,表现出较强的量子尺寸效应. 团簇CdnOn（3≤n≤15）的吸收峰主要集中在可见光区. 团簇的对称性越高,团簇的吸收峰越集中.     

Cd_nO_n(1≤n≤16)团簇光谱与电子性质的含时密度泛函理论研究

采用含时密度泛函理论对CdnOn(1≤n≤16)团簇的吸收光谱,能隙(HOMO-LUMO)及电子性质进行了模拟分析.结果表明,当n≤3时,团簇的最低能量结构为平面结构,当4≤n≤16时,团簇的最低能量结构为三维笼状结构.随着CdnOn(1≤n≤16)团簇尺寸的增大,团簇的吸收光谱逐渐红移,表现出较强的量子尺寸效应.团簇CdnOn(3≤n≤15)的吸收峰主要集中在可见光区.团簇的对称性越高,团簇的吸收峰越集中.     

PbnSn(n=1～19)合金团簇的结构稳定性及其半导体-金属性转变

基于密度泛函理论(DFT),采用广义梯度近似(GGA)计算了PbxSn(n=1～19)合金团簇的结构演化、结合能和电子结构.结果表明Sn原子的掺杂增强了Pbn团簇的稳定性,其碎裂行为也很好地符合了已有的实验结果.随着PbnSn合金团簇尺寸的增加,其几何结构由类似于密堆积构型向松散构型演化,具体的转变尺寸为总原子数N=14.PbnSn团簇的HOMO-LUMO能隙呈现出先增加后降低的趋势,在6原子时达到最大值1.6 eV,表现出显著的半导体性质和尺寸依赖.当N≥7时,能隙振荡减小,呈现出微弱的半导体性向金属性的转变行为.     

Sin（n≤30）团簇光谱和电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对Sin（5≤n≤30）团簇的吸收光谱,能隙（HOMO-LUMO）及电子性质进行了模拟分析。硅团簇的吸收光谱计算采用含时密度泛函理论的ALDA内核。结果表明,随着Sin（5≤n≤30）团簇尺寸的增大,团簇的吸收光谱逐渐红移,表现出较强的量子尺寸效应。团簇Sin（5≤n≤30）的吸收峰主要集中在红外光区。团簇的吸收峰主要受团簇的原子个数和电子结构影响。     

硅团簇熔化行为的紧束缚分子动力学研究

利用紧束缚分子动力学方法研究了硅团簇Si_n(n=5—10)的熔化行为.给出了团簇 熔化潜热 和熔点随团簇尺寸的变化关系，表明团簇熔化潜热和熔点强烈依赖于团簇的原子数.计算结 果表明硅团簇熔化机理与金属团簇熔化有很大不同，金属小团簇的熔化是一个从低温类固态 向高温类固态转变的过程，在转变温区，类固态和类液态处于动力学共存，而硅团簇在转变 温区则是处于一种中间态，这种中间态既不是类固态又不是类液态.比较了用不同计算方法 和定义方法所得硅团簇熔点. 关键词： 紧束缚 硅团簇 熔化潜热     

FeBN(N≤15)团簇结构、电子性质和磁性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation, GGA)方法, 对不同自旋多重度的FeBN(N≤15)团簇的平衡几何结构、电子性质和磁性进行了研究. 团簇基态结构的平均结合能、二阶能量差分和能隙均表明FeB8、FeB12和FeB14团簇较相邻团簇稳定. 团簇基态结构中Fe原子的d轨道和B原子的p轨道存在着明显的杂化. 团簇基态结构的总磁矩主要来自Fe原子3d轨道的贡献, 且总磁矩随团簇尺寸增大呈现奇偶振荡.     

Na_mSi_(7-m)(m≤6)团簇的结构和电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311 G(d)水平上,对NamSi7-m(m≤6)团簇的最低能量结构和电子性质进行了研究.结果表明:m≤4时,团簇的稳定结构倾向于Na原子附着在带负电的Si7-m结构的不同位置上,Na原子成分较多时(m≥4)混合团簇的稳定几何结构发生较大的变化,且团簇中Nam的结构与单一的Nam团簇的稳定结构不同;自然电荷布居分析表明,电荷从Na原子转移到Si原子;随着Na原子成分的增加,团簇越来越容易失去电子,且团簇的稳定性也随之减弱;随着m的增加能隙出现振荡,其中Na5Si2的能隙最小,化学活性最强,Na2Si5的能隙最大,化学活性最弱.