(AlB2)m (m=1~6) 团簇的几何结构和电子性质

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法得到了(AlB2)m团簇的平衡几何结构. 计算并分析了基态掺杂团簇的平均结合能、电离势、能隙和前线分子轨道. 结果表明：掺杂团簇(AlB2)m (m=1~6)整体上具有较高化学活性,(AlB2)5团簇具有金属特征. Al原子总是向团簇外围扩散并且以配位数较少的方式与主团簇结合,团簇表现出以AlB2分子为基元生长的迹象. B-Al键长大于B-B键长. 电荷总是从Al原子转移到B原子. (AlB2)m团簇中B原子的2p轨道在成键中起主要作用,并使(AlB2)m团簇趋于形成离域π键.     

AlB2和Al2B的结构与解析势能函数

运用单双取代耦合簇（CCSD）方法,选择基组6-311+g（2df）对基态B₂、Al₂分子和基组6-311g（3df）对基态AlB分子的微观结构进行优化计算,采用最小二乘法拟合得到B₂、Al₂和AlB分子的势能函数,并得到了与实验值符合很好的光谱常数.采用同种方法,选择6-31g基组,对基态AlB₂和Al₂B分子的结构进行优化计算.运用原子分子反应静力学原理得到离解极限.在此基础上,采用多体项展式法,得到AlB₂和Al₂B分子基态解析势能函数,该势能函数准确再现了AlB₂和Al₂B分子基态平衡结构特征.     

CoBn(n≤19)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CoBn(n≤19)团簇的平衡几何结构、电子性质和磁性进行了研究. 随着尺寸的增加, CoBn(n≤19)团簇最低能量结构从平面结构逐步演变为立体结构, Co从主团簇的外部向内部转移. 团簇最低能量结构的二阶能量差分表明CoB3、CoB7、CoB10、CoB12、CoB14和CoB16团簇较相邻团簇稳定. Co的掺杂增强了硼团簇的化学活性. 最低能量结构中Co的d轨道和B的p轨道存在着明显的杂化. 当n<13, Co处于主团簇的外部时, Co的带电量为正, Co具有磁矩. 当n≥13, Co处于主团簇的内部时, Co的带电量为负, Co的磁矩几乎为零. 团簇最低能量结构的总磁矩主要来自Co的3d轨道的贡献, 且总磁矩随团簇尺寸增大呈现奇偶振荡.     

In_nAs_n(n=1～20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了In_nAs_n（n=1～20）团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱.结果表明,当n=5～11时团簇的基态构型为层状结构;当n=12～20时团簇的基态构型为笼状结构.团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In₉ As₉、In₁₂ As₁₂和In₁₈ As₉18)为幻数团簇.另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明In_nAs_n（n=1～20）团簇具有宽带隙半导体特征.     

InnAsn (n=1-20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了InnAsn (n=1-20)团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱. 结果表明,当n=5-11时团簇的基态构型为层状结构; 当n=12-20时团簇的基态构型为笼状结构. 团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In9As9、In12As12和In18As18为幻数团簇. 另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明InnAsn (n=1-20)团簇具有宽带隙半导体特征.     

NaB2和Na2B的结构与解析势能函数

使用Gaussian03程序包,采用单双取代耦合簇(CCSD)方法,选择基组6-311+g(2df)、6-311++g(3df,3pd)分别对B2及NaB和Na2分子的基态进行优化计算,运用最小二乘法拟合得到B2、NaB和Na2分子势能函数,给出与实验值符合很好的光谱常数;选择6-31++g（3df,3pd）基组,对NaB2和Na2B分子的结构进行优化计算.在此基础上,采用多体项展式法,得到NaB2和Na2B分子基态解析势能函数.势能面静态特征表明,该势能函数准确再现了NaB2和Na2B分子基态平衡结构.     

LiB2和Li2B分子的结构与势能函数

运用单双取代耦合簇(CCSD)方法,选择基组6-311+g(2df)对基态B2、Li2和LiB分子的微观结构进行优化计算,采用最小二乘法拟合得到B2、Li2和LiB分子的势能函数,并得到了与实验值符合很好的光谱常数.采用同种方法,选择6-311g基组对LiB2、6-31g基组对Li2B分子的基态结构进行优化计算.运用原子分子反应静力学原理得到离解极限.在此基础上,采用多体项展式法,得到LiB2和Li2B分子基态解析势能函数,该势能函数准确再现了LiB2和Li2B分子基态平衡结构特征.     

Mon(n=2~10)团簇结构和性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论下的广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation, GGA)方法对Mon (n=2~10) 团簇的直线结构、平面结构和立体结构分别进行优化和分析. 结果表明仅直线结构具有双原子对结合趋势, 且偶数团簇比相邻奇数团簇稳定; 平面结构中奇数原子团簇锯齿状较稳定, 偶数原子团簇以多边形较稳定; 立体结构在所有维度中最稳定. 对团簇总磁矩的分析表明直线结构偶数团簇磁矩淬灭, 奇数团簇具有较大的反磁矩; 基态结构中仅Mo3和Mo8有2μB的磁矩. 基态结构的二阶能量差分、垂直电离势和能隙均表明Mo5为幻数团簇, 并分析了其热力学性质.     

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.     

A density-functional theory for (BAs)n clusters (n=1 14): structures, stabilities and electronic properties

This paper investigates the lowest-energy structures,stabilities and electronic properties of (BAs) n clusters (n=1-14) by means of the density-functional theory.The results show that the lowest-energy structures undergo a structural change from two-dimensional to three-dimensional when n=4.With the increase of the cluster size (n 6),the (BAs) n clusters tend to adopt cage-like structures,which can be considered as being built from B 2 As 2 and six-membered rings with B-As bond alternative arrangement.The binding energy per atom,second-order energy differences,vertical electron affinity and vertical ionization potential are calculated and discussed.The caculated HOMO-LUMO gaps reveal that the clusters have typical semiconductor characteristics.The analysis of partial density of states suggests that there are strong covalence and molecular characteristics in the clusters.