内掺过渡金属富勒烯衍生物Ni@C20H20几何结构、成键和电磁性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对Ni@C₂₀H₂₀的几何结构、成键和电磁性质进行密度泛函计算研究.结构优化发现位于偏离笼子中心三种位置处的Ni原子优化之后均回到笼子中心.结合能和能隙分析表明C₂₀H₂₀的中心位置是Ni原子热力学和动力学最稳定的位置.成键分析表明：Ni原子位于C₂₀H₂₀中心时,和C原子之间几乎没有相互作用,保持自己的孤立状态.电磁分析表明：原子磁矩为2关键词： 20H₂₀')" href="#">C₂₀H₂₀ 20H₂₀')" href="#">Ni@C₂₀H₂₀ 几何结构 成键 电磁性质 密度泛函理论     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation, GGA)对富勒烯C₇₂和内掺金属La富勒烯La₂@C₇₂三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C₇₂的三种同分异构体中，满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule，IPR)的C₇₂(D_{6d< 关键词： 72}')" href="#">C₇₂ 2@C₇₂')" href="#">La₂@C₇₂ 密度泛涵理论 几何结构 电子结构     

富勒烯C20分子器件的电子结构和传导特性

运用基于密度泛函理论和基于非平衡格林函数的第一性原理方法研究了富勒烯C₂₀分子及连接电极构成的C₂₀分子器件的电子结构及电子输运性质.构建了三个基于C₂₀分子的嵌入K和Si原子的电子输运系统,并得到了电子透射谱和分子轨道分布.分析了三种器件的电子结构和输运性质的产生原因,说明C₂₀分子器件的电子传导主要集中在外壳.在C₂₀分子空笼中嵌入K和Si原子后,其电子输运仍然主要集中于富勒烯C₂₀的外壳. 关键词： 20分子')" href="#">富勒烯C₂₀分子 电子结构 电子传导     

Li修饰的C$lt;sub$gt;6$lt;/sub$gt;分子对H$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O的吸附研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似研究C₆Li吸附H₂O分子并将之进行分解的催化过程. 几何优化发现：Li原子最稳定的吸附位置是位于C 原子顶位上方. 研究表明,第一个H₂O 分子吸附在C₆Li上需要克服1.77 eV的能量势垒,然后分解为H和OH且与Li原子成键. 当吸附第二个H₂O分子时,第二个H₂O分子需要克服1.2 eV的能量势垒分解为H和OH,其中H与Li原子上的H原子结合成H₂,OH则替代Li 原子上的H结合在Li原子上. 因此C₆Li 可以作为催化剂将H₂O分子进行分解得到H₂. 分析可知：C₆Li主要是通过Li原子与H₂O之间形成的偶极矩作用来吸附H₂O 分子,与C₆₀Li₁₂ 的储氢机制类似. 研究结果可为储氢材料的制备提供一个新的思路. 关键词： 6')" href="#">C₆ Li 2O')" href="#">H₂O 密度泛函理论     

C20F20分子电子输运性质的第一性原理研究

利用第一性原理密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了C₂₀F₂₀分子的电子输运性质. 计算得到了C₂₀F₂₀分子的平衡电导为0385 G₀ 其I-V曲线表现出较好的线性特性. 在有限偏压范围内具有较稳定的电导值, 可以用于制备稳恒电阻分子器件. 关键词： 20F₂₀分子')" href="#">C₂₀F₂₀分子 电子输运 分子器件     

Rb掺杂C60单晶的相衍变和电子态

在C₆₀单晶超高真空解理面上制备C₆₀的Rb填隙化合物薄膜.用同步辐射光电子能谱研究了相衍变过程.观察到对应于固溶相、Rb₁C₆₀和Rb₃C₆₀的电子态密度分布.当数纳米厚Rb₃C₆₀薄膜在C₆₀单晶（111）解理面形成后，室温条件下进一步沉积Rb至样品表面不产生fcc到bct或bcc结构相变.C_{60 关键词： 4}C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相')" href="#">金属性Rb₄C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相 60单晶')" href="#">C₆₀单晶 相衍变 同步辐射光电子能谱     

Sm富勒烯的价带光电子能谱

用紫外光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究了Sm掺杂C₆₀薄膜的价带电子结构.Sm的价电子大部分转移给C₆₀，化学键以离子性为主.对于任何化学配比都没有观察到费米边，所以Sm富勒烯超导相在室温下为半导体性质.获得了很接近单相Sm_2.75C₆₀的样品在费米能级附近的电子态密度分布.固溶相的光电子发射与Sm_2.75C₆₀有明显区别.Sm_xC_{60关键词： 60}的Sm填隙化合物')" href="#">C₆₀的Sm填隙化合物 价带光电子能谱 电子结构     

C60-聚甲基丙烯酸甲脂复合膜的结构、光学和电荷转移特性

描述了通过溶胶-凝胶法制备的C₆₀-PMMA复合膜的结构、紫外-可见吸收特性、R aman 散射特性和红外吸收特性.通过对C₆₀紫外-可见吸收光谱，Raman散射谱和红外 吸收谱的实验和理论分析，研究了C₆₀与PMMA之间的电荷转移. 关键词： 溶胶-凝胶法 60-PMMA复合膜')" href="#">C₆₀-PMMA复合膜 电荷转移     

嵌入La和Gd原子的Si24笼团簇的稳定性

用梯度修正自旋极化密度泛函(DFT)电子结构计算,研究了具有T_h和D_2d对称性包裹La和Gd原子的Si₂₄富勒烯的稳定性.结果表明Gd@Si₂₄具有很高的磁性而La@Si₂₄的磁性完全猝灭.这些结果有可能导致Si基富勒烯团簇新的结构类型. 关键词： 24和Gd@Si₂₄包裹团簇')" href="#">La@Si₂₄和Gd@Si₂₄包裹团簇 自旋极化密度泛函 稳定性 电磁性质     

C60分子在Si（111）-7×7表面分子束外延生长的STM研究

在超高真空中采用分子束外延(molecular beam epitaxial)技术进行C₆₀分子在硅（111）-7×7表面的生长,并利用扫描隧道显微镜进行原位研究.室温下,相对于无层错半胞（unfaulted half unit cell）,C₆₀更易于吸附在有层错半胞（faulted half unit cell）.表面台阶处的电子悬挂键密度最高,通过控制温度和时间进行退火处理后,C₆₀分子会向着台阶的方向扩散并聚集.测量分子在不同吸附位 关键词： 60分子')" href="#">C₆₀分子 分子束外延 Si(111)-7×7 超高真空扫描隧道显微镜     

内掺过渡金属非典型富勒烯M@C22(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 几何结构、电子结构、稳定性和磁性的密度泛函研究

采用密度泛函理论中广义梯度近似对非典型富勒烯C₂₂和过渡金属内掺衍生物M@C₂₂(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)的几何结构和电子结构进行计算研究.发现非典型富勒烯C₂₂的基态结构是含有一个四碳环的单重态笼状结构.过渡金属原子的掺入明显提高了体系的稳定性. C-M键既有一定共价性又有一定离子性.磁性、能级图、轨道分布和态密度图分析表明: M原子的3d轨道和碳笼的C原子的原子轨道之间存在较强的轨道杂化. Ti, Cr, Fe和Ni内掺的结构出现磁性完全猝灭现象. Sc和碳笼间是弱反铁磁作用, V,Mn和Co与碳笼间是弱铁磁作用.     

A first-principles study on the adsorption behaviour of methanol and ethanol over C59B heterofullerene

In the present study, the adsorption behaviour of methanol (CH₃OH) and ethanol (C₂H₅OH) molecules over heterofullerene C₅₉B surface is studied by density functional theory calculations. This heterofullerene is obtained from C₆₀ by substituting a carbon atom with a boron atom and relaxing self-consistently the structure to the local minimum. The adsorption of CH₃OH and C₂H₅OH on the C₅₉B is exothermic and the relaxed geometries are stable. The CH₃OH and C₂H₅OH adsorption can also induce a change in the highest occupied molecular orbital and the lowest unoccupied molecular orbital energy gap of the nanocage. The dehydrogenation pathways of CH₃OH and C₂H₅OH via O–H and C–H bonds scission are also examined. The results indicate that O–H bond scission is the most favourable pathway on the C₅₉B surface.     

密度泛函理论研究ScnO(n=1—9)团簇的结构、稳定性与电子性质

采用基于密度泛函理论的BP86/CEP-121G （O原子采用6-311G^**基组）方法,对Sc_nO （n=1—9）团簇的几何结构、能量与稳定性、电子结构性质及其随团簇尺寸的变化趋势进行了研究.随着团簇原子个数的增加,O原子从位于Sc_n团簇结构的边缘转变为占据团簇的内部位置.O原子的掺入增加了Sc_n团簇的稳定性,使其能隙升高,并改变了其稳定性及电子结构性质随团簇尺寸变化的规律;含有偶数个Sc原子的氧化物团簇比其周围邻近的含有奇数个Sc原子的氧化物团簇具有相对较高的稳定性.Sc_nO团簇电离势的理论计算值与实验值符合得较好,而其电子亲和势呈现振荡交替上升的变化趋势;用最大化学硬度规律等方法表征了Sc_nO氧化物团簇的稳定性和电子结构性质. 关键词： nO团簇')" href="#">Sc_nO团簇 几何结构 电子性质 密度泛函理论     

Spin-polarised DFT study of cobalt-doped gallium clusters

The structural, electronic and magnetic properties of small gallium clusters doped with Cobalt have been studied using spin-polarised density functional theory. The binding energy per atom, second-order differences of total energies and fragmentation energies of equilibrium geometries of the host Ga_n+1 and doped Ga_nCo (n = 1–12) clusters are computed. Doped clusters are found to be more stable than pure Ga clusters; Ga₃Co, Ga₅Co and Ga₈Co clusters are exceptionally stable. Doping with Co changes the highest occupied molecular orbital-lowest unoccupied molecular orbital (HOMO–LUMO) gap, and also affects the magnetic moments of clusters.     

Electronic structure and infrared spectrum of a WnC0＇± （n= 1-6） cluster

W_nC^0,± (n=1-6) clusters are investigated by using the density functional theory (DFT) at the B3LYP/LANL2DZ level. We find that the neutral, anionic and cationic ground state structures are similar within the same size, and constituted by substituting a C atom for one W atom in the structures of W_n+1 clusters. The natural bond orbital (NBO) charge analyses indicate that the direction of electron transfer is from the W atom to the 2p orbital of the C atom. In addition, the calculated infrared spectra of the W_nC^0,± (n=2-6) clusters manifest that the vibrational frequencies of neutral, anionic and cationic clusters are similar in a range of 80 cm^-1-864 cm^-1. The high frequency, strong peak modes are found to be an almost stretched deformation of the carbide atom. Finally, the polarizabilities of W_nC^0,± (n=1-6) clusters are also discussed.     

Influence of caged noble-gas atom on the superatomic and valence states of C60−

Using high-level ab initio coupled cluster methods, we have conducted a detailed study of two endofullerene anions, He@C^?₆₀ and Ne@C^?₆₀. The main focus was on elucidating the effect of the noble-gas atom on the energy and electronic structure of the stable anion states of the parent C^?₆₀. Our study revealed that the noble-gas atom has no influence on the valence-like states of C^?₆₀, but strongly affects the superatomic-like ²A_g state. The latter was found to undergo pronounced destabilisation in both the He@C^?₆₀ and Ne@C^?₆₀ species, losing more than 70% of its original electron binding energy. The observed destabilisation is due to perturbation of the excess electron density of the ²A_g state inside the C₆₀ cage by the caged noble-gas atom. We show how the results of our analysis can be used to predict the behaviour of the ²A_g state in other closed-shell endohedral complexes. Some possible implications of the observed features of the ²A_g state are discussed.     

SimCn （m+n≤7）团簇的密度泛函研究

使用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对Si_mC_n（m+n≤7）团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的平均结合能（E_b）,二阶能量差分（Δ₂E）和能隙（E_g）等进行了理论研究. 结果表明,随着原子个数的增加,SiC二元团 关键词： mC_n （m+n≤7）团簇')" href="#">Si_mC_n （m+n≤7）团簇 密度泛函理论 结构与性质     

异质富勒烯C19M(M=Cr,Mo,W)的结构和电子性质的计算研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法, 在LANL2DZ基组水平上, 优化了C₁₉M(M=Cr,Mo,W)团簇的几何结构, 得出了它们的基态构型, 并研究了基态结构的物理化学性能.结果表明: 不同的M原子替换后, C₁₉M的动力学稳定性相差不大, 而热力学稳定性随着M原子序数的增加而逐渐升高; 通过对C₁₉M的前线轨道分析发现, M原子对各个轨道均有一定的贡献, M原子对各个轨道的贡献大致随着M原子序数的增加而增加, C₁₉M中金属原子M(M=Cr,Mo,W)上集中了大量的正电荷; C₁₉M的芳香性随着M原子序数的增加而减弱.