C@Al_(12)团簇吸附H的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论的方法研究了C@Al12Hn(1≤n≤7)团簇的结构和稳定性.n为偶数的C@Al12Hn具有更高的稳定性,大的HOMO-LUMO能隙、H原子的结合能以及高的垂直电离势表明这些团簇具有很高的物理和化学稳定性.最高占据分子轨道电荷密度分析显示,偶数n的C@Al12Hn团簇中,一对H原子倾向于占据相反的位置.变形电荷密度分析表明H原子与主体C@Al12之间的结合表现为共价键的特征.对奇数n的C@Al12Hn都具有1μB的磁矩.     

吡咯烷酮对Aun (n = 2–10)团簇保护机制的第一性原理研究

使用密度泛函理论方法研究了Aun (n = 2-10)团簇与保护配体吡咯烷酮(pyrrolidone, PRD)之间的相互作用．经过在TPSS/def2-TZVP水平上的优化和遴选,得到较为稳定的Aun:PRD (n = 2-10)构型．计算表明： PRD与Au团簇间存在物理吸附作用,PRD中的O与Au相互间形成较弱的Au–O键,在二者之间存在少量的电荷转移,PRD作为电子供体,Au团簇为电子受体．表明PRD不仅能吸附在Aun(n = 2-10)团簇表面阻止其聚集,而且能够影响其电子性质,但这种影响较小。这正是选择PRD作为Aun保护配体的结构基础．     

吡咯烷酮对Au_n(n=2～10)团簇保护机制的第一性原理研究

使用密度泛函理论方法研究了Aun(n=2-10)团簇与保护配体吡咯烷酮(pyrrolidone,PRD)之间的相互作用.经过在TPSS/def2-TZVP水平上的优化和遴选,得到较为稳定的Aun∶PRD(n=2-10)构型.计算表明:PRD与Au团簇间存在物理吸附作用,PRD中的O与Au相互间形成较弱的Au—O键,在二者之间存在少量的电荷转移,PRD作为电子供体,Au团簇为电子受体.表明PRD不仅能吸附在Aun(n=2-10)团簇表面阻止其聚集,而且能够影响其电子性质,但这种影响较小.这正是选择PRD作为Aun保护配体的结构基础.     

(PbSn)n (n=1~10)合金团簇稳定性及金属性的理论研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理研究了合金团簇(PbSn)n (n=1~10)的稳定性及金属性。结果显示：同比例铅锡合金团簇具有与单质铅、锡团簇相同的幻数尺寸,但结构特点却与单质团簇不同,铅、锡原子间首先各自形成单质团簇,然后再结合成合金团簇,且表现出松散型与密堆积型的有机结合。另外,(PbSn)n (n=1~10)团簇构型在N=14处发生突变：类似于密堆积构型向层状转变,同时HOMO-LUMO能隙具有先增大后减小的趋势,并出现微弱的半导体向金属转变的行为,而且团簇原子总数为20的HOMO-LUMO能隙较相同尺寸单质团簇的还低,说明合金团簇具有比单质团簇更好的导电性。     

中性和带电小钨团簇的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了中性和带电小钨团簇W_n（n＝3—6）的构型,得到了一些能量较低的结构,它们都有可能是团簇的基态.研究发现,这些团簇大多具有较低的自旋多重度：中性小钨团簇为自旋单态或三重态;带电小钨团簇为自旋双重态或四重态.当n>3时,小钨团簇具有三维立体结构.通过拟合光电子谱、计算垂直离化能并与实验值比较,进一步讨论了带负电小钨团簇的基态结构. 关键词： 小钨团簇 构型 密度泛函理论     

PbnSn(n=1-19)合金团簇电偶极矩和极化率的研究

利用基于密度泛函理论的有限电场方法对PbnSn(n=1-19)团簇的电偶极矩和极化率进行研究。PbnSn(n=1-19)合金团簇的高对称性抑制其电偶极矩的产生。在团簇原子总数N＜14时,团簇的电偶极矩与能隙表现出相反的变化趋势（同一尺寸下,高能隙与低电偶极矩相对应）,然而在14≤N≤19范围内,由于构型生长方式的转变,能隙与电偶极矩展现出相同的演化趋势。研究所得的极化率与实验值在部分尺寸相符合较好,但总体上与实验值还有一定的差别,这可能是实验中包含混合态或激发态的缘故。     

Si(001)表面硅氧团簇原子与电子结构的第一性原理研究

在周期性边界条件下的k空间中,采用基于密度泛函理论的第一性原理广义梯度近似方法,对建立的规则对称型结构（A）、周期性非对称型结构（B）、周期性非对称型结构（C）、不规则型结构（D）四种可能的Si（001）表面硅氧团簇的结构模型进行了优化计算.结果表明优化后的表面结构呈无定形状,并且优化后的B,C,D三种模型的表面结构具有类似SiO₂的四面体结构的几何特征.此外,通过电子局域函数图以及Mulliken布居分析发现硅氧团簇中的Si—O键既有明显的离子键成分,也有一定的共价键成分. 关键词： Si（001）表面 硅氧团簇 密度泛函理论 第一性原理     

PbnSn(n=1-19)合金团簇电偶极矩和极化率的研究

利用基于密度泛函理论的有限电场方法对PbnSn(n=1-19)团簇的电偶极矩和极化率进行研究。PbnSn(n=1-19)合金团簇的高对称性抑制其电偶极矩的产生。在团簇原子总数N＜14时,团簇的电偶极矩与能隙表现出相反的变化趋势（同一尺寸下,高能隙与低电偶极矩相对应）,然而在14≤N≤19范围内,由于构型生长方式的转变,能隙与电偶极矩展现出相同的演化趋势。研究所得的极化率与实验值在部分尺寸相符合较好,但总体上与实验值还有一定的差别,这可能是实验中包含混合态或激发态的缘故。     

第一性原理对GanPm小团簇的结构及稳定性的研究

利用密度泛函理论（DFT）对Ga_nP和Ga_nP₂ (n=1—7)团 簇的几何结构、电子态及稳定 性进行了研究. 在B3LYP/6-31G^*水平上进行了结构优化和频率分析，得到了Ga _nP和Ga_nP₂(n=1—7) 团簇的基态结构. 结果表明，n≤ 5团簇的几何结构基本上为平面结构，n ＞ 5的团簇均为立体结构；在Ga_nP₂ (n=1—6)团簇中，P-P比Ga-P容易 成键；在Ga_nP和G a_nP₂ (n=1—7) 团簇中，Ga₃P, Ga₄P, Ga P₂, Ga₂P₂ 和 Ga₄P₂的基态结构最稳定，在所研究的团簇中，稳定性随团簇总原 子数的增大而减小. 关键词： nP_m团簇')" href="#">Ga_nP_m团簇 密度泛函理论（DFT） 几何结构 电子态     

Au_7团簇吸附O_2和CO及其对CO的催化反应机理研究

本文采用密度泛函理论,研究了Au_7团簇催化CO的氧化反应机理.研究发现,二维平面结构的Au_7团簇更容易吸附CO和O_2分子. Au_7团簇吸附一个O_2分子的吸附能为0.64 eV,但在吸附多个O_2分子时,平均吸附能有了明显的下降,表明Au_7团簇进行多吸附O_2分子的可能性不大. Au_7团簇吸附一个CO分子的吸附能为1.26 eV,且在吸附多个CO分子时,平均吸附能虽有减少,但减小的幅度不大,说明Au_7团簇有可能吸附多个CO分子.此外,在Au_7团簇催化CO的氧化反应过程中,整个反应克服的最高势垒仅为0.34 eV,说明Au_7团簇有望成为良好的CO氧化催化剂.     

团簇ConAgm (n +m =13)表面吸附C2H4的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文对ConAgm(n+m=13)团簇的几何结构进行优化后,研究了C2H4分子在这类团簇的表面吸附行为,讨论了团簇的平均结合能、二阶能量差分、稳定性、DOS以及吸附前后键长的变化情况。结果表明,C2H4在团簇top位的吸附主要为物理吸附,而在face位和bridge位的吸附主要为化学吸附。吸附后,C2H4@Ag13的稳定性高于C2H4@Co13,且在face位吸附时C2H4@Co2Ag11的结构最为稳定。随着Co原子数的增加,团簇中原子间成键能力减弱,而d电子轨道则呈现出较强的相互作用,并导致其向能量相对高处发生转移     

First-principles study of electrical structures and optical properties of Ag or Au doped MgF2 crystal

The geometric structure, electronic and optical properties of MgF₂ crystal mixed with Ag, Au are obtained by adopting the first-principles calculation of plane wave ultra-soft pseudo-potential technology based upon the density function theory (DFT). The calculation results show that the doping of Ag and Au diminishes of the MgF₂ system and the occurrence of half-metallic properties with a greater influence of Au than Ag. In addition, the refractive index and absorption coefficient of the MgF₂ system are enhanced because of the doping. The modulation action on the refractive index of MgF₂ indicates potential application of the forbidden bandwidth doping in optical devices.     

H2在Li掺杂Al6Si+上吸附的理论研究

本文利用密度泛函理论的B3LYP/6-31G(d, p)和组态相互作用的QCISD/6-31G(d, p)研究了Al6Si+和Al6SiLi+团簇的几何和电子结构及其对H2分子的吸附,两种不同方法计算的H2分子在团簇上的吸附能非常一致。H2分子在Al6Si+团簇上的吸附能仅为-0.018 eV,Al6Si+团簇中掺杂Li原子可以明显增强其对H2分子的吸附。Al6SiLi+团簇吸附一个H2分子的吸附能可以达到-0.157 eV,吸附五个H2分子的平均吸附能为-0.088 eV。态密度和自然键轨道分析表明,电荷从Li原子向Si原子转移,H2分子在带正电的Li离子产生的电场中发生极化,从而在静电相互作用下吸附在Li原子周围。     

原子分子在Ni(100)表面吸附的第一性原理研究

本文采用密度泛函理论,结合周期性平板模型,通过对原子H、N、O、S和C,分子CO、N2、NH3、NO,以及自由基CH3、CH、CH2、OH在Ni(100)表面吸附的研究,比较了它们的吸附能,稳定吸附位点,吸附结构及扩散能垒等信息. 这些吸附质与表面结合能力从小到大依次是N2相似文献   

原子分子在Ni(100)表面吸附的第一性原理研究

本文采用密度泛函理论,结合周期性平板模型,通过对原子H、N、O、S和C,分子CO、N2、NH3、NO,以及自由基CH3、CH、CH2、OH在Ni(100)表面吸附的研究,比较了它们的吸附能,稳定吸附位点,吸附结构及扩散能垒等信息.这些吸附质与表面结合能力从小到大依次是N2NH3COCH3NOHOHCH2CNSONCHC.在所有的原子中,O原子倾向于吸附在桥位,而其余的原子则倾向于吸附在空位.除N2之外的分子吸附物(CO、NO、NH3),最佳吸附位点均为四重空位,而N2的最稳定吸附位置为顶位.对于自由基吸附物(CH、CH2、CN、OH)而言,它们倾向于吸附在四重空位,而CH3则稳定吸附在桥位.     

Experimental (FT-IR) and theoretical (DFT) studies on the adsorption behavior of p-nitroaniline (PNA) on gold nanoparticales

This paper reports the studies on the adsorption behavior of p-nitroaniline (PNA) on gold nanoparticales by experiment (FT-IR) and theory (DFT). On dried filter paper coated with gold nanoparticles and in gold aqueous colloids, surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectra of p-nitroaniline (PNA) are studied by FT-IR excitation. The Raman frequencies of these two models for the p-nitroaniline (PNA) molecules on different substrate using DFT-B3PW91 with lanl2dz are calculated. Here it is demonstrated the calculated Raman frequencies are in good agreement with experimental values. Experimental (FT-IR) and theoretical (DFT) studies indicate that the adsorption behaviors of PNA molecules are different on these two substrates: in gold aqueous colloids, PNA molecules are adsorbed through the nitro group; while on the gold-coated filter paper, they are titled and there is a certain angle between the benzene rings and the surfaces of gold nanoparticles.     

H2S在Cr(111)面上吸附与解离的第一性原理研究

采用了第一性原理研究了H₂S在Cr(111)面的吸附解离过程，利用吸附能、吸附构型和偏态密度图(PDOS)研究了H₂S及其解离产物在Cr(111)面上的吸附情况，都偏向倾斜吸附在Cr(111)面.同时研究了HS/H和S/H共吸附情况，得到共吸附物质在Cr(111)面上有明显的相互作用.最后使用线性同步和二次同步变换方法确定了解离反应的过渡态，了解到第一、二步解离的活化能分别为1.65 eV、0.82 eV,H₂S分子在Cr(111)面上的解离过程是放热反应，反应能为-2.90 eV.     

Yn(n=2-8)团簇吸附CO2的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论, 研究了CO2在Yn (n=2-8) 团簇表面的吸附结构和电子性质。结果表明：CO2吸附于 Yn (n=2-8)团簇表面时,线型的分子结构畸变为三角形构型。YnCO2表现出了较大的吸附能 (大于3eV)。吸附使体系的能隙表现出了奇偶振荡效应。吸附后,C-O键伸长,C原子由电子施体变为受体,O原子所带电子数也显著增加。在所有尺寸中,Y4CO2 、Y6CO2稳定性最好。     

Y_n(n=2-8)团簇吸附CO_2的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论,研究了CO_2在Y_n(n=2-8)团簇表面的吸附结构和电子性质.结果表明:CO2吸附于Y_n(n=2-8)团簇表面时,线型的分子结构畸变为三角形构型.Y_nCO_2表现出了较大的吸附能(大于3eV).吸附使体系的能隙表现出了奇偶振荡效应.吸附后,C-O键伸长,C原子由电子施体变为受体,O原子所带电子数也显著增加.在所有尺寸中,Y_4CO_2、Y_6CO_2稳定性最好.