Au_2Ge_n~(-/o)(n=1～8)团簇结构演化和电子性质的光电子能谱和理论计算研究（英文）

本文利用尺寸选择的负离子光电子能谱和理论计算探索Au_2Ge_n~(-/0)(n=1～8)团簇的结构演化和电子性质.通过比较理论模拟谱与实验谱,并使用CCSD(T)理论方法计算异构体的相对能量,从而确定金锗混合团簇的全局最小结构.本文发现Au_2Ge_n~(-/0)(n=1～8)团簇的两个Au原子具有较高的配位数和较弱的亲金相互作用.负离子团簇和中性团簇的最稳定结构分别处于自旋双重态和自旋单重态.除了Au_2Ge_4~(-/0)和Au_2Ge_5~(-/0),负离子团簇和中性团簇的全局最小结构具有相似的结构特点.Au_2Ge_1~(-/0)团簇是一个C_(2v)对称的V形结构,而Au_2Ge_2~(-/0)团簇是一个C_(2v)对称的双桥连结构.Au_2Ge_4~-负离子团簇是两个Au原子盖帽的Ge_4四面体结构,而Au_2Ge_4中性团簇是两个Au原子盖帽的Ge_4菱形结构.Au_2Ge_(5～8)~(-/0)团簇主要采用三棱柱、四棱柱、及五棱柱结构.Au_2Ge_6是一个C_(2v)对称的四棱柱结构,并表现出σ和π双键性质.     

Structural and bonding properties of ScSi_n~-(n=2～6) clusters:photoelectron spectroscopy and density functional calculations

Anion ion photoelectron spectroscopy and density functional theory (DFT) are used to investigate the electronic and structural properties of ScSi_n^- (n=2sim6) clusters and their neutrals. We find that the structures of ScSi_n^- are similar to those of Si_n+1^-. The most stable isomers of ScSi_n^- cluster anions and their neutrals are similar for n=2, 3 and 5 but different for n=4 and 6, indicating that the charge effect on geometry is size dependent for small scandium-silicon clusters. The low electron binding energy (EBE) tails observed in the spectra of ScSi_4,6^- can be explained by the existence of less stable isomers. A comparison between ScSi_n^- and VSi_n^- clusters shows the effects of metal size and electron configuration on cluster geometries.     

TiGen-(n=7~12)团簇的光电子能谱及密度泛函理论研究

利用光电子能谱及密度泛函理论计算对TiGe_n^-(n=7~12)团簇的几何结构及电子特性等进行了系统研究. 对于TiGe_n^-负离子及中性TiGe_n,在n=8时出现了钛原子半内嵌的船型结构;在n=9~11时,新增的锗原子加盖到这种船型结构上,逐步形成钛原子完全内嵌的结构. TiGe₁₂^- 团簇具有一种钛原子内嵌的变形六棱柱结构. 自然布居分析结果显示,对于n=8~12的TiGe_n^-/0 团簇,随着内嵌结构的形成,有电子从锗原子转移到钛原子,说明其电荷转移方式与结构演变密切相关.     

Ta4Cn^-/0(n=0-4)团簇的电子结构、成键性质及稳定性

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.     

核酸碱基互变异构体的结构、稳定性及其物理化学性质

核酸碱基是DNA及RNA分子的重要组成部分, 在基因遗传信息的传递方面起着主导作用. 核酸碱基存在多种互变异构体, 它们在DNA及RNA分子中主要以最稳定的异构体形式存在, 但是在气相或凝聚相中也有少量的其他异构体形式存在. 核酸碱基的稀有互变异构体往往能够引起碱基对的错配对, 这可能会导致DNA及RNA分子形成不规则的结构, 并进一步导致DNA或RNA双螺旋的自发突变. 因此, 对核酸碱基的互变异构体进行系统的研究, 有助于人们深入认识DNA和RNA分子的结构和性质. 国际上有很多研究小组已经通过实验和理论对核酸碱基互变异构体的结构、相对能量及其性质进行了研究. 本文对文献中有关核酸碱基互变异构体的实验和理论研究进行了综述. 在对前人研究进行归纳总结的基础上, 我们利用密度泛函计算对核酸碱基的互变异构体进行了排序, 得到的最优异构体结构参数和相对能量与实验值相比较为一致. 此外, 因为核酸碱基的物理化学性质可以为生物、化学、材料等方面的研究提供重要的基础性信息, 因此我们还对它们的电子亲和能、电离能、质子亲和能等研究进行了总结.     

多光束共振光压作用下钠原子束的偏转

本文报道了多光束共振光压作用下钠原子束偏转的实验研究结果。文中提出了用多光束与原子束相互作用以增大原子束的偏转量,并可大大降低对激光功率的要求。用一台染料激光器照射钠原子束得到1×10^-2rad的偏转角,偏转距离约7.2mm,并用激光诱导原子束荧光的方法检测原子束的偏转。     

Au2Gen-/0 (n=1∽8)团簇结构演化和电子性质的光电子能谱和理论计算研究

本文利用尺寸选择的负离子光电子能谱和理论计算探索Au₂Ge_n^-/0 (n=1∽8)团簇的结构演化和电子性质. 通过比较理论模拟谱与实验谱,并使用CCSD(T)理论方法计算异构体的相对能量,从而确定金锗混合团簇的全局最小结构. 本文发现Au₂Ge_n^-/0 (n=1∽8)团簇的两个Au原子具有较高的配位数和较弱的亲金相互作用. 负离子团簇和中性团簇的最稳定结构分别处于自旋双重态和自旋单重态. 除了Au₂Ge₄^-/0和Au₂Ge₅^-/0,负离子团簇和中性团簇的全局最小结构具有相似的结构特点. Au₂Ge₁^-/0团簇是一个C_2v对称的V形结构,而Au₂Ge₂^-/0团簇是一个C_2v对称的双桥连结构. Au₂Ge₁^-负离子团簇是两个Au原子盖帽的Ge₄四面体结构,而Au₂Ge₄中性团簇是两个Au原子盖帽的Ge₄菱形结构. Au₂Ge_5∽8^-/0团簇主要采用三棱柱、四棱柱、及五棱柱结构. Au₂Ge₆是一个C_2v对称的四棱柱结构,并表现出σ和π双键性质.     

激光溅射法生成金属掺杂氮原子团簇CuNn 、ZnNn 和ScNn

以高纯氮气为载气,通过激光分别轰击Cu/BN、Zn/BN和Sc/BN压制成的样品,首次生成了相应团簇CuNn 、ZnNn 和ScNn ,得到了团簇质谱图,确定了CuNn 、ZnNn 和ScNn 团簇中最稳定的组成分别为CuN4 、ZnN6 和ScN12 。     

铅、硫团簇的形成、反应与光解

用激光直接溅射和串级溅射两种方法产生铅／硫二元团簇,并用串级飞行时间质谱仪研究了二元团簇的组份及光解规律,用激光直接溅射铜＋硫混合样品时,组成为PbnSn-1 和PbnSn-的团簇丰度最大,是二元团簇的结构骨架和稳定组份,而用激光串级溅射铅样品和硫样品,通过铅团簇与硫团簇的反应,则可得到PbnSm (n=1-3,m=0-9)和PbnSm-(n=1-7,m=0-9)。这两种二元团簇的产生方法对应两种不同的团簇形成机理。     

Modification of Reflectron Time-of-Flight Mass Spectrometer for Photodissociation of Mass-Selected Cluster Ions

介绍了一种改进的反射式飞行时间质谱装置用于光解质量选择的团簇离子. 该装置中采用了\选质-减速-解离-再加速"的方式. 团簇离子在反射式飞行时间的一级聚焦点被选质,接着被减速,并且立即被光解,光解所产生的碎片以及没有被光解的母体离子被重新加速,这一系列过程都在靠近一级聚焦点的位置完成. 相对文献中报道的其他方式,采用这一方式更利于光解碎片和母体离子的分离,更容易确定光解激光的触发时间,同时,由于母体离子在一级聚焦点的空间分布比较窄,也有利于光解激光束照射到所有的团簇离子,从而提高光解效率. 对母体离子、碎