密度泛函理论计算GenFe(n=1—8)团簇的基态结构及其磁性

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Ge_nFe(n=1—8)团簇进行了结构优化、能量及频率的计算，得到了 Ge_nFe(n=1—8)团簇在不同自旋多重度下的平衡构型及其基态结构.结果表明：Ge_nFe混合团簇的平均结合能明显比相应纯锗团簇的平均结合能有所增大，即掺杂Fe原子可以提高锗团簇的稳定性；纯锗团簇的基态除了Ge₂为自旋三重态外其他均为单重态，而混合团簇Ge_nFe(n=1—8)的基态均为自旋三重态；对Ge_nFe(n=1—8)团簇的磁性做了较系统的研究，发现团簇总磁矩随团簇尺寸增大基本稳定在2μ_B (只有Ge₈Fe的总磁矩2.391μ_B较明显地偏离了2μ_B)，另外团簇中Fe原子的磁矩在2.5μ_B左右振荡. 关键词： nFe团簇')" href="#">Ge_nFe团簇 密度泛函理论(DFT) 自旋多重度 磁矩     

密度泛函理论研究ZrnCo(n=1—13)团簇的结构和磁性

利用密度泛函理论中的广义梯度近似对Zr_nCo(n=1—13)团簇进行了结构优化、能量和频率的计算,研究了Zr_nCo团簇的平衡几何结构、稳定性、电子性质和磁性.结果表明：Zr₄Co,Zr₇Co,Zr₉Co和Zr₁₂Co团簇的基态稳定性较高,是幻数团簇,尤其是Zr₁₂Co团簇基态为I_{h< 关键词： n}Co团簇')" href="#">Zr_nCo团簇 平衡几何结构 稳定性和磁性     

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     

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     

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     

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     

密度泛函理论对CoBen(n=1—12)团簇结构和性质的研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对CoBe_n(n=1—12)团簇的几何构型进行优化，并对能量、频率和磁性进行了计算，同时考虑了电子的自旋多重度.得到了CoBe_n(n=1—12)团簇最低能量结构的自旋多重度是2和4.在CoBe_n(n=1—12)团簇中，Co原子的磁矩出现了奇偶振荡，当n=6时，Co原子的4s，3d和Be原子的2s，2p较强杂化、Co-Be键长的减小以及对称性的降低导致Co原子的磁矩最小.通过对CoBe_n(n=1—12)团簇电子性质的分析，得出了掺杂可以增强团簇稳定性和有利于增加合金化学活性的结论.n=5，10是团簇的幻数. 关键词： n团簇')" href="#">CoBe_n团簇 自旋多重度 磁矩 电子性质     

密度泛函理论研究BeSin(n=1-12)团簇的结构、稳定性与电子性质

运用密度泛函理论(DFT),考虑多种初始构型下的自旋多重态,在B3LYP/6-311G基组水平上研究BeSi_n(n=1-12)团簇的平衡几何结构、电子性质、振动光谱与极化率.结果表明:BeSi_n团簇在基态附近有许多能量非常接近的同分异构体,且BeSi_n团簇的基态结构绝大多数为立体结构.n=1时,体系的基态为自旋三重态,n≥2时,则为单重态.铍原子的掺入使得主团簇的电子性质发生了明显的变化,掺杂使得体系的化学稳定性降低.BeSi₃,BeSi₅,BeSi₇与BeSi₉是幻数结构.团簇中原子间的成键相互作用随n的增大而增强.     

OsnN0,±(n=1—6)团簇几何结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在Lanl2dz基组水平上对(Os_nN)^0,±(n=1—6)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(E_b) 、二阶能量差分(Δ₂E_n) 、解离能(E_d)和能隙(E_g)进行了理论研 关键词： nN^{0')" href="#">Os_nN0 (n=1—6)团簇')" href="#">±(n=1—6)团簇 几何结构 稳定性 密度泛函理论}     

利用密度泛函理论研究BnNi(n≤5)小团簇的结构和磁性

基于第一性原理，用密度泛函理论中的广义梯度近似方法，获得了B_nNi(n≤5)小团簇在不同自旋多重度下的几何构型，确定了最低能量结构，并计算了相应的频率、平均结合能和磁性. 结果表明：B_nNi(n≤5)小团簇最低能量结构的自旋多重度分别为2，1，2，1，2；Ni掺入B团簇后增大了其结合能；Ni原子磁矩和团簇总磁矩随团簇尺寸增大而呈现振荡趋势. 关键词： nNi小团簇')" href="#">B_nNi小团簇 自旋多重度 磁性     

第一性原理计算ZrnFe(n=2—13)团簇的基态结构及其磁性

从第一性原理出发，利用密度泛函理论中的广义梯度近似对Zr_nFe(n=2—13)团簇进行了结构优化、能量和频率计算.在充分考虑自旋多重度的前提下，对每一具体尺寸的团簇，得到了多个平衡构型，并根据能量高低确定了团簇的基态结构.综合团簇的结合能、二阶能量差分以及团簇的最高占据轨道和最低未占据轨道间的能隙可知Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，Zr₁₂Fe团簇的结构是具有I_h对称性的正二十面体，而且Zr₁₂Fe的稳定性在所有团簇中是最高的.另外，不仅Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，而且它们均为磁性团簇(而Zr_n团簇的磁矩在n≥5时已经发生了淬灭)，由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定的磁性团簇.从Mulliken布居分析结果可知，除了在Zr₁₂Fe团簇中Fe原子失去少量电荷外，其他团簇中Fe原子均从Zr原子那里得到了一定量电荷，即Fe原子在Zr_nFe(n=2—13，n≠12)团簇中是电子受体.     

密度泛函理论对ZrnPd团簇结构和性质的研究

用B3LYP/LANL2DZ方法对Zr_nPd(n =1—13)团簇的平衡几何结构、能量、频率、电子性质和磁性进行了计算.研究表明,Pd原子位于表面的异构体更为稳定,其中Zr₇Pd,Zr₁₂Pd团簇稳定性高,是幻数团簇,此外,相对于Zr_nCo与Zr_nFe团簇,Zr_nPd团簇参与化学反应的能力较弱,化学稳定性更     

利用Gupta势结合遗传算法研究ConCu55－n(n=0—55)混合团簇的结构演化及基态能量

采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法对Co_nCu_55－n(n=0—55)混合团簇的基态结构和能量进行了研究,发现这些混合团簇的基态结构是在Co₅₅,Cu₅₅单质团簇(Mackay二十面体)的基础之上发生的畸变;从n=0(Cu₅₅)开始,Co原子从中心到表面,从棱到顶点依次、连续替换Cu原子;基态结构与键能较大键的数目及其平均键长有关;Co₁₃Cu₄₂具有最稳定的结构,13个Co原子全部位于团簇内部形成Mackay二十面体对整个团簇的稳定性有显著影响. 关键词： 团簇 结构和能量 Gupta势 遗传算法     

A systematic investigation of the geometries,electronic and magnetic properties of AlnAsq (q = −1, 0, +1; n = 1–16) clusters: a DFT calculation

The geometries, electronic and magnetic properties of Al_nAs^q (q = ?1, 0, +1; n = 1–16) clusters have been investigated systematically by using an unbiased CALYPSO structure searching method and density functional theory. The lowest energy structures show that the As atom prefers to occupy the peripheral position of Al_n+1 clusters instead of the endohedral position. For cationic and neutral clusters, the structural transition from bilayer-like structure to cage-like structure is observed at cluster size n = 12, while it occurs at n = 13 for anionic clusters. The calculated detachment energies (DEs), ionisation potentials (IPs) and electronic affinities (EAs) are consistent with the available experimental and theoretical results for small clusters, indicating that the calculated lowest energy structures are reliable. Furthermore, the DE, EA and IP values for cluster size n ≥ 6 are successfully predicted. A stability analysis shows that Al₅As and Al₁₂As⁺ clusters have relatively large HOMO–LUMO energy gaps, corresponding to the magic numbers of 20 and 40 valence electrons, respectively.     

TinMg (n=1—10)掺杂团簇的密度泛函研究

采用密度泛函(DFT)中的B3LYP方法,选择sto-3g基组,优化并得到了Ti_nMg(n=1—10)小团簇的基态平衡结构,计算出了掺杂团簇的基态结构的平均键长、对称性、原子化能、能级分布、能级间隙、束缚能、总能的二阶差分. 结果表明,随着团簇原子数的增加,镁原子更容易趋于团簇表面位置,镁-钛平均键长大于钛-钛平均键长,以对称性结构为最稳定的基态结构,且呈多个五角双锥结构. 其中Ti₅Mg和Ti₈Mg的结构更为稳定. 关键词： 密度泛函 钛-镁团簇 基态结构     

Geometries, stabilities, and electronic properties of Be-doped gold clusters: a density functional theory study

We have systematically investigated the geometrical structures, relative stabilities and electronic properties of small bimetallic AunBe (n = 1, 2, . . . , 8) clusters using a density functional method at BP86 level. The optimized geometries reveal that the impurity beryllium atom dramatically affects the structures of the Aun clusters. The averaged binding energies, fragmentation energies, second-order difference of energies, the highest occupied-lowest unoccupied molecular orbital energy gaps and chemical hardness are investigated. All of them exhibit a pronounced odd-even alternation, manifesting that the clusters with even number of gold atoms possess relatively higher stabilities. Especially, the linear Au2Be cluster is magic cluster with the most stable chemical stability. According to the natural population analysis, it is found that charge-transferring direction between Au atom and Be atom changes at the size of n = 4.     

Geometries,stabilities, electronic and magnetic properties of small PdnIr (n = 1–8) clusters from first-principles calculations

The geometrical structures, relative stabilities, electronic and magnetic properties of small Pd_nIr (n = 1–8) clusters have been systematically investigated using density functional theory at the B3PW91 level. The optimised geometries show that the lowest-energy structures of Pd_nIr clusters prefer a three-dimensional configuration. The relative stability of these clusters was examined by analysis of the binding energies per atom, fragmentation energies, the second-order difference of energies and the HOMO–LUMO energy gaps as a function of cluster size. The obtained results exhibit that the Pd₂Ir, Pd₃Ir and Pd₅Ir clusters are more stable than their neighbouring clusters. The energy gap of the Pd₂Ir cluster is the largest of all the clusters (2.258 eV). In addition, the charge transfers, vertical ionisation potentials, vertical electron affinities and chemical hardness were calculated and discussed. The magnetism calculations indicate that the total magnetic moment of Pd_nIr clusters is mainly localised on the iridium atom for Pd_1–6Ir clusters. Meanwhile, the 5d orbital plays the key role in the magnetic moment of the iridium atom.