第一性原理研究一维SiO2纳米材料的结构和性质

运用密度泛函理论，在6-31G(d)基组水平上，对二元环组成的SiO₂单链、双链纳米线和三元环组成的纳米管进行几何优化，并对其结合能、电子结构和振动频率进行计算.结果表明，平均结合能和能隙均随着SiO₂单元的增加单调变化.红外光谱的分析发现，径向和切向的振动频率与强度随着长度的变化有明显的移动.径向的振动频率向高频端移动，而切向的振动频率则向低频端移动，即SiO₂纳米材料中存在量子尺寸效应和各向异性现象. 关键词： 2纳米材料')" href="#">SiO₂纳米材料 能隙 振动光谱 尺寸效应     

二氧化硅纳米管的稳定性及尺寸效应

运用密度泛函计算, 对无水(SiO2-NTs)和水合(SiO2-WNTs)的SiO2纳米管进行结构优化和频率计算, 研究了与尺寸有关的平均结合能和红外光谱. SiO2-WNTs中发现当纳米管的层数或长度相同时平均结合能相等. SiO2-WNTs比SiO2-NTs和二元环直链结构都要稳定. 对截面为四元环的纳米管红外光谱的分析发现, 振动峰值与实验值相吻合, 且切向和径向振动显示较强的尺寸效应. SiO2-WNTs是一维SiO2纳米管一种合适的结构模型.     

硅氧团簇(SiO2)nO2H4的密度泛函理论研究

提出硅氧团簇(SiO2)nO2H4的两种新构型: 基于笼状结构和环状结构的构型, 并与链状构型相比较, 用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上计算了三种构型n=2～22(n取偶数)的几何结构、平均结合能、能隙以及能量的二次差分. 分析计算结果发现, 笼状构型不但在n=4和8处存在幻数团簇(实验上已经观察到), 而且预测在n=14处也存在类似的幻数团簇; 此外, 与(SiO2)n团簇不同的是, (SiO2)nO2H4团簇的环状构型的稳定性从n=4开始大于链状构型, 意味着水的加成对硅氧团簇的稳定性有着重要的影响.