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本文采用尺寸选择的负离子光电子能谱技术,结合密度泛函理论,对Ta4Cn^-/0(n=0-4)团簇电子结构、成键性质以及稳定性进行了研究.实验测得Ta4Cn-(n=0—4)团簇负离子基态结构的垂直脱附能分别为(1.16±0.08),(1.35±0.08),(1.51±0.08),(1.30±0.08)和(1.86±0.08)eV.中性Ta4Cn(n=0—4)团簇的电子亲和能分别为(1.10±0.08),(1.31±0.08),(1.44±0.08),(1.21±0.08)和(1.80±0.08)eV.研究发现Ta4^-/0团簇为四面体结构,Ta4C1-/0团簇中碳原子覆盖在Ta4四面体的一个面上方,Ta4C2^-/0团簇则是两个碳原子分别覆盖在Ta4四面体中的两个面上方.Ta4C3^-/0团簇是一个缺角立方体结构.Ta4C4^-/0团簇则是近似立方体结构,可以看成是α-TaC面心立方晶体的最小晶胞单元.分子轨道分析结果显示Ta4C3团簇的单电子最高占据轨道主要布居在单个钽原子周围,导致Ta4C3^-团簇的垂直脱附能明显低于其相邻团簇.理论研究显示随着碳原子数目的增加,Ta4Cn^-/0(n=0—4)团簇中的钽-钽金属键逐渐被钽-碳共价键取代,单原子结合能逐渐增加且明显高于Ta4+n^-/0(n=0-4)团簇.中性Ta4C4的单原子结合能高达7.13 eV,这说明钽-碳共价键的形成有利于提高材料的熔点,这与碳化钽作为高温陶瓷材料的特性密切相关. 相似文献
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本文采用尺寸选择的负离子光电子能谱与高精度理论计算,对AlnC4-/0(n=2∽4))团簇的结构和成键性质进行了研究. Al2C4-团簇负离子的最稳定结构是一个C2v对称的平面结构,其中两个C2单元与两个铝原子分别相连. Al2C4-团簇负离子的次稳定结构是一个线型结构,两个铝原子位于C4线型结构两端,能量仅比最稳定结构高0.05 eV. 中性Al2C4团簇是一个线型结构. Al3C4-团簇负离子是一个平面结构,其中三个铝原子分别与两个C2单元相连. 而中性Al3C4团簇则是一个V字型结构. Al4C4-团簇负离子和中性Al4C4团簇均为C2h对称的平面结构,四个铝原子分别位于两个C2单元的末端. AlnC4-/0(n=2∽4))团簇负离子的自适应自然密度配分的分析结果表明这些团簇中铝原子与C2单元之间的化学键具有σ和π键特征. 相似文献
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