Nb2Sin-(n=1-6) 团簇的几何构型、电子性质和磁性的理论研究

运用密度泛函方法在(U)B3LYP/LanL2DZ水平上研究了 (n=1～6)团簇的几何结构和电子性质．结果发现 (n=1～6)团簇只是在相应的Nb2Sin团簇的结构基础上发生了微小畸变．其中 团簇结构变化较为严重．对平均束缚能和分裂能的研究发现， 团簇的平均束缚能和分裂能均明显高于相应的Nb2Sin团簇，表明增加一个电子可以提高Nb2Sin(n=1～6)团簇的稳定性．通过对最低能构型的分裂能的研究发现， 团簇和Nb2Si3团簇分别是 和Nb2Sin(n=1～6)团簇中所有最低能构型中最稳定的．对电荷自然布局的研究发现，在 团簇中出现了电子反转．而对于Nb2Sin(n=1～6)团簇，当n=4～6时出现电子反转现象， n=1～2时电子转移符合常规． 对HOMO-LUMO能隙的研究结果表明，除了n=1，6外，其余 (n=2～5)团簇最低能结构的HOMO-LUMO 能隙均小于相应的Nb2Sin团簇，说明在这些团簇中增加一个电子增强了团簇的化学活性，但是当n=1、6时增加一个电子，该团簇的化学活性反而降低了．对于 (n=1～6)团簇来讲， 和 团簇分别成为 (n=1～6)团簇中化学稳定性最强和化学活性最强的．且 (n=1~6)团簇呈现半导体属性．对磁矩的研究结果表明， (n=1～6) 团簇的最低能结构的总磁矩均为1.00μB，两个Nb原子的局域磁矩方向，除了 团簇有一个铌原子与总磁矩相反外，其余均与总磁矩方向相同．说明各团簇中两个铌原子和硅原子对磁矩的贡献不同，方向也不完全相同．