铜团簇几何结构和结合能的半经验理论研究（Ⅱ）—正二十面体密堆结构…

利用已建立的嵌入原子法描述铜团簇中原子之间的相互作用，本文分别计算了一些具有正二十面体和立方八面体密堆结构形式的铜小团簇（原子数ｎ为１３≤ｎ≤２０１）的结合能，阐述了结合能随结构团簇大小的变化规律。根据计算结果，在原子数目增到１０＾３时，团簇将由正二十面体密堆结构形式转化为立方八面体密堆结构形式，这一结果和已有的实验观测是一致的。     

（CuAu3）n和（Cu3Au）n（n=1-15）团簇基态能量和结构的Monte Carlo模拟研究

本文采用Monte Carlo方法和Gupta势函数对（CuAu3）n和（Cu3Au）n团簇的基态能量和结构进行了模拟研究,通过计算平均结合能、结合能的一阶差分和二阶差分,分析了团簇的稳定性。结果表明：(Cu3Au)n 和(CuAu3)n团簇都为立体结构,都是以二十面体为基础形成的; (Cu3Au)n 和(CuAu3)n团簇结构中金原子都有位于团簇表面的倾向;这两类团簇结构的区别在于：在(Cu3Au)n团簇中,铜-金原子混合程度高;而(CuAu3)n团簇中,形成金原子位于表层,铜原子位于中心的层状结构;且当n=3、5、7、9时,(Cu3Au)n 和(CuAu3)n团簇在各自的序列中相对稳定性较邻近团簇高,特别是n=7的团簇,相对稳定性最高。     

Morse团簇Mn（n=2-100）基态结构特性的模拟淬火算法研究

本文基于Morse两体势函数采用微正则系综分子动力学模拟淬火方法求解了Morse团簇Mn（n=2~100）的基态几何结构和能量．计算结果准确重复了剑桥数据库中已给出的Mn(n=5~80)团簇的最低能量值,体现出基于微正则系综的分子动力学模拟淬火方法在寻找团簇基态结构上的有效性．通过分析Morse团簇的平均束缚能、二阶差分能和一阶差分能、平均最近邻原子间距及平均配位数,得到n=13,19,23,26,39,46,55,71为团簇幻数数列,发现相较平均配位数的影响、团簇平均最近邻原子间距对Morse团簇基态结构的稳定性基本不产生作用．     

第一性原理计算MgBeN（N=1～7）团簇的最低能量结构及其电子性质

本文从第一性原理出发，利用密度泛函理论（DFT）计算了MgBeN（N=1—7）团簇的最低能量结构及其电子性质．计算结果表明，MgBeN（N=1—7）团簇最低能量结构的对称性与单一组分的镀团簇相比有所降低，Mg-Be最近邻原子间距和能隙随团簇尺寸的增加出现了振荡现象，从结构稳定性上来看。N=3是MgBeN（N=1—7）团簇的一个幻数。     

H_n~ 团簇形成的氏理论与结构计算

对于Ｈ＋ｎ的形成，艹勾清泉教授指出，可先以Ｈ＋离子为中心，瞬时地分别与周围（ｎ－１）个Ｈ原子相互作用，形成中心氢核同周围氢核间的（ｎ－１）个瞬时单电子键，这些单电子键围绕中心转动共振，从而使Ｈ＋吸引周围（ｎ－１）个Ｈ原子形成Ｈ＋ｎ团簇。对采用此模型计算的Ｈ＋ｎ（ｎ＝５，７，９，１３）的正多面体中心结构结果，作了规律性的总结，获得了对Ｈ＋ｎ团簇结构的进一步认识     

(CuAu3)n和(Cu3Au)n(n=1～15)团簇基态能量和结构的MOnte Carlo模拟研究

本文采用Monte Carlo方法和Gupta势函数对(CuAu3)n和(Cu3Au)n团簇的基态能量和结构进行了模拟研究,通过计算平均结合能、结合能的一阶差分和二阶差分,分析了团簇的稳定性.结果表明:(Cu3Au)n和(CuAu3)n团簇都为立体结构,都是以二十面体为基础形成的;(Cu3Au)n和(CuAu3)n团簇结构中金原子都有位于团簇表面的倾向;这两类团簇结构的区别在于:在(Cu3Au)n团簇中,铜一金原子混合程度高;而(CuAu3)n团簇中,形成金原子位于表层,铜原子位于中心的层状结构;且当n=3、5、7、9时,(Cu3Au)n和(CuAu3)n团簇在各自的序列中相对稳定性较邻近团簇高,特别是n=7的团簇,相对稳定性最高.     

钒—硫团簇的形成和光解

报导了用激光直接溅射法产生钒硫团簇，并用串级飞行时间质谱仪研究了所产生的团簇离子的分布及紫外激光光解规律。钒硫二元团簇正负离子都是由周边硫原子包围团簇骨架而构成的，骨架是由数目大体相同的钒和硫原子组成，表示成（ＶＳ）ｎ，它们结合紧密，构成了稳定的钒硫团簇的核心。稳定的团簇正离子为ＶｎＳｎ＾＋、ＶｎＳｎ＾＋＾＋和ＶｎＳｎ＋２＾＋（ｎ＝１，２，…１４）。ＶｎＳｎ＾＋团簇系列在ｎ＝２，４时具有很高的丰度     

基于密度泛函紧束缚方法的Ge10团簇Mülliken交叠电子布居分析与解离行为研究

随着微电子工业和纳米技术的不断发展,对低维锗材料物理和化学性质的研究正成为研发新型微纳电子器件的基础.采用遗传算法和密度泛函紧束缚方法相结合计算得到Ge10团簇最低能量构型.通过对该团簇内局域原子堆积结构和基于Mülliken电子布居的电子性质分析,发现团簇内两个原子间成键的强弱受原子间距和这两个原子各自近邻原子的状况...     

Morse团簇M_n(n=2-100)基态结构特性的模拟淬火算法研究

本文基于Morse两体势函数采用微正则系综分子动力学模拟淬火方法求解了Morse团簇M_n(n=2-100)的基态几何结构和能量.计算结果准确重复了剑桥数据库中已给出的M_n(n=5-80)团簇的最低能量值,体现出基于微正则系综的分子动力学模拟淬火方法在寻找团簇基态结构上的有效性.通过分析Morse团簇的平均束缚能、二阶差分能和一阶差分能、平均最近邻原子间距及平均配位数,得到n=13,19,23,26,39,46,55,71为团簇幻数数列,发现相较平均配位数的影响、团簇平均最近邻原子间距对Morse团簇基态结构的稳定性基本不产生作用.     

低温下Au959团簇负载于MgO(100)表面后结构变化的分子动力学研究

采用基于Chen-Mbius反演方法,从金属/金属氧化物界面第一性原理计算的粘结能结果中推导出的Au/MgO原子间相互作用势的正则系综（NVT）分子动力学,模拟了在10 K条件下,Au₉₅₉团簇负载于MgO（100）表面后团簇结构的变化.根据原子对分析技术和对分布函数的分析表明,由于团簇界面处原子间距与载体原子间距相匹配,置于载体上的Au团簇经过一个变形过程后,较其孤立自由表面时的团簇体积变大. 关键词： 团簇 分子动力学 计算机模拟 表面     

基于密度泛函紧束缚方法的Ge_(10)团簇Mülliken交叠电子布居分析与解离行为研究

随着微电子工业和纳米技术的不断发展,对低维锗材料物理和化学性质的研究正成为研发新型微纳电子器件的基础.采用遗传算法和密度泛函紧束缚方法相结合计算得到Ge_(10)团簇最低能量构型.通过对该团簇内局域原子堆积结构和基于Mülliken电子布居的电子性质分析,发现团簇内两个原子间成键的强弱受原子间距和这两个原子各自近邻原子的状况影响.团簇内部原子上的电子会向团簇外部原子转移.团簇的解离会以分成两个团簇和单个原子的方式进行.当以团簇方式解离时,出现两个Ge_5团簇或一个Ge_3和一个Ge_7团簇.位于团簇小表面上方的原子会首先从团簇解离出来,随后八面体顶点上的原子发生解离.     

第一性原理研究SinB（n=1～12）团簇的稳定性

基于密度泛函理论（DFT），我们研究了SinB（n=1～12）团簇的稳定性．结果表明：SinB的基态构型是在Sin-1B的基态或亚稳态构型上带帽一个Si原子而得到；随着团簇尺寸的增大，B原子逐渐从吸附在Sin团簇的表面位置移动到Sin团簇笼内；掺杂B原子提高了纯硅团簇的稳定性；电子总是从Si向B转移，B原子所带的电荷数不仅与B原子的配住数有关，还与SinB团簇的基态结构密切相关.     

Bn (n=2-8)团簇结构和稳定性的密度泛函理论研究

本文采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法,在6－31G*水平上对Bn（n＝2－8）团簇的各种可能的几何构型和电子结构进行了优化和振动频率计算,得到了多个平衡构型。结果表明,Bn微团簇的稳定结构大部分为平面结构,只有极少数立体结构属于基态稳定结构。平面结构又分为链状和环状结构两种,链状结构的所有原子均处于同一平面,而且处于链状结构两端的键长稍短,原子向内部收缩。环状稳定结构都是一个n元环中心有一个配位的硼原子。通过对基态结构的平均原子结合能和能量二次差分的计算,得到n为奇数时团簇较为稳定。     

高功率红宝石激光脱附的铜团簇离子的速率和能量分布

用飞行时间质谱仪测量了铜阳离子团簇Ｃｕ＋的能量。团簇Ｃｕ＋ｎ（ｎ≤５）用高功率脉冲红宝石激光从铜样品上脱附。用两次质谱法测定了主铜离子团簇Ｃｕ＋的速度分布与相应的能量分布，发现它的最可几速率和最可几能量分别为１０ｋｍ／ｓ和３３ｅＶ。结果还表明，它的动能分布在一个很宽的范围内（０－１５０ｅＶ）。对离子产生机理进行的探讨表明，在激光和固体的这种相互作用时，固—气两相处在非平衡态中。     

Irn(n=2-25)团簇基态结构的遗传算法研究

用遗传算法结合Gupta紧束缚模型势研究了Irn(n=2-25)团簇的基态结构.分析了Irn(n=2-25)团簇的基态结构随团簇尺寸的变化规律.计算结果表明,Irn(n=2-25)团簇的每个原子的平均束缚能和平均第一近邻随团簇尺寸的增加而增大,以总束缚能的二阶差分为判据,Irn(n=2-25)团簇的幻数是4、7、9、13、15、19、23.     

低能Pt原子团簇沉积过程的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟系统研究了低能Pt38,Pt141和Pt266原子团簇与Pt(001)表面的相互作用过程,详细分析了初始原子平均动能为0.1,1.0和10eV的原子团簇的沉积演化过程及其对基体表面形貌的影响.研究表明,初始原子平均动能是描述低能原子团簇的重要参量.当团簇的平均原子动能较低时,团簇对基体表层原子点阵损伤较小,基本属于沉积团簇;随着入射团簇的原子平均动能的增加,团簇对表层原子点阵结构的破坏能力增强,当团簇的原子平均动能增加到10eV时,团簇已经显现出注入特征.低能原子团簇对基体表面形貌的影响 关键词： 分子动力学模拟 低能原子团簇 载能沉积     

铍团簇Bem（n—2—55）的基态能量,结构及其拓扑性质

采用一种第一性原理多体势来描述团簇Ｂｅｎ中原子之间的相互作用,用模拟自然界生物进化方法系统地优化计算了Ｂｅｎ团簇（ｎ＝２－５５）的基态能量和几何结构,分析了其拓扑性质,总结了能量和结构随原子数目的变化规律,并将得到Ｂｅｎ的结果和长程Ｍｏｒｓｅ势所获这的金属团簇Ｍｎ,以及Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势所描述的惰性气体团簇ＬＪｎ进行了比较     

Li9团簇体心立方结构的形成机理和结合能

本文提出了Li9团簇体心立方结构的形成机理,并对此结构的总能量随中心原子到顶点原子间核间距R的变化用芶氏改进的排列通道量子力学方法(MACQM)进行了计算。结果显示曲线在R = 4.77 a0处有一极小值 -67.160922 a.u.,这表明Li9团簇的体心立方结构是可能稳定存在的。在R趋于无穷大时这9个锂原子的总能量为 -66.852240 a.u.,所以形成Li9的总结合能为0.308682 a.u.。因此Li9 团簇的原子平均结合能是0.034298 a.u.或0.933 eV,它大于我们过去计算的Li5团簇正四面体中心结构的原子平均结合能0.632 eV、Li7 团簇正八面体中心结构的原子平均结合能0.674 eV和Li13 团簇正二十面体中心结构的原子平均结合能0.810 eV。故在体心正多面体结构Lin (n= 5 ,7,9,13)中,Li9的体心立方结构有最大的原子平均结合能,这也许是碱金属晶体的晶胞取体心立方结构的一个原因。     

直接激光气化法产生气相MnCl2团簇的研究

报道了５３２ｎｍ激光气化ＭｎＣｌ２．４Ｈ２Ｏ固体产生气相团簇，（ＭｎＣｌ２）ｎＭｎ＾＋，（ＭｎＣｌ２）ｎＭｎＣｌ＾＋（ＭｎＣｌ２）ｎＣｌ＾－（ｎ＝１～１２），以及溶剂化的团簇ＭｎＣｌ＾＋（ＭｎＣｌ２）ｎ（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｎ＝１～７，ｍ〈６）的机理，通过用飞行时间质谱考察团簇物尺寸大小与激光能量，激光与脉冲加速电场之间延迟的等关系，认为这些团簇是通过气相化学反应逐步生长的，并提出了正负团族离子产生的可能     

YnN(n=2-12)团簇的结构与性质研究

在密度泛函理论框架下，用广义梯度近似（GGA）的方法研究YnN（n=2-12）团簇的电子结构，系统计算了它们的基态束缚能Be（eV）、最高占据轨道（HOMO）与最低未占据轨道（LUMO）之间的能隙、二阶能量差分 (au)、离解能 (au)、团簇的总磁矩Mt（ ），最近邻N原子的Y原子所带的局域电荷QY（C）和磁矩MY（ ）、掺杂原子N所带的局域电荷QN（C）和磁矩MN（ ）。研究表明，Y6N、Y8N、Y10N的基态具有较高稳定性；对于YnN（n=2-12）的所有团簇，电荷总是由Y原子转移到N原子，YnN（n=2-12）团簇中Y—N表现为离子键的性质；当n=3，4，5，9，10，11，12时，团簇的磁矩为零，团簇的磁性消失，当n=2，6，7，8时，团簇具有磁性，其中n=6时，团簇的磁性最强。