Mg14B30笼状团簇结构与性质的理论研究

运用杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G*水平上优化得到了一种Mg₁₄B₃₀团簇稳定的笼状结构,包括4个Mg原子层和3个B原子层.18个B原子组成的圆环层内B-B键长为0.155～0.157 nm,三角形层内B-B键长为0.161 nm; Mg原子层内Mg-Mg键长为0.305 nm;层间B-Mg键长在0.221～0.260 nm之间;从中间向两侧,Mg、B原子层间距分别为0.180、0.107和0.188 nm.Mg₁₄B₃₀团簇笼状结构中Mg原子和B原子之间发生了大量的电子转移,在B原子层堆积了大量的电子,而且随着团簇的生长,层间电荷转移大量增加;表明MgB₂的超导作用主要发生在B原子层,而Mg原子起了提供电子的作用.B原子主要是sp杂化轨道参与成键,Mg原子主要是s轨道参与成键;体系中前线分子轨道均包含B原子层内多个原子形成的π键轨道、电子存在较强的离域性,这也为其超导电性提供了条件.     

Si6N2团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论（DFT）中的杂化密度泛函B3LYP方法，在6—31G（d）的水平上对Si6N2团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算，得到了16个可能的异构体．Si6N2团簇的最稳定结构是有4个Si-N键和4个Si—Si键的三维结构．自然键轨道方法分析成键性质的结果表明，Si—N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移，因此Si-N原子间有较强的电相互作用；最强的IR和Raman谱峰分别位于1359．14cm^-1和1366．29cm^-1处；并计算了Si6N2团簇的最稳定结构的极化率和超极化率．     

Si6N2团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对Si6N2团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算,得到了16个可能的异构体.Si6N2团簇的最稳定结构是有4个Si-N键和4个Si-Si键的三维结构.自然键轨道方法分析成键性质的结果表明,Si-N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移,因此Si-N原子间有较强的电相互作用;最强的IR和Raman谱峰分别位于1359.14cm-1和1366.29cm-1处;并计算了Si6N2团簇的最稳定结构的极化率和超极化率.     

CuSi6团簇几何结构和性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法,采用全电子基组6-311+G（d）研究了CuSi₆团簇的几何构型和电子结构性质,计算表明CuSi₆团簇存在多个能量相近的稳定异构体,且结构中存在多个Cu-Si键,多个低能异构体共存解释了实验中观察到的CuSi₆团簇较强的现象.对于CuSi₆团簇,计算得到的三个最稳定异构体的垂直电离能,电子亲和能和HOMO-LUMO能隙均相对较大,也表明这三个异构体较为稳定.     

Si3N4团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用杂化密度泛函B3LYP在6-31G*的水平上研究了Si3N4团簇可能结构的平衡几何构型和电子结构,得到了24个可能的异构体.Si3N4团簇的最稳定结构是由7个Si—N键和2个N—N键形成的3个四边形构成的三维结构.用自然键轨道方法(NBO)分析了成键性质,结果表明,Si—N键中的Si、N原子的净电荷较大,说明Si—N键中Si、N原子的相互作用主要是电相互作用.最强的IR和Raman峰分别位于1033.40 cm-1,473.63 cm-1处.并且讨论了最稳定结构的极化率和超极化率.     

Si_4N_4团簇结构与性质的密度泛函理论研究(英文)

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对Si4N4团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算,得到了可能的17个异构体.Si4N4团簇的最稳定结构是有8个Si-N键的平面结构.用自然键轨道(NBO)方法分析了成键性质.计算结果表明,Si-N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移,因此Si-N原子间有较强的电相互作用;最强的IR和Raman谱峰分别位于1387.64cm-1和1415.05cm-1处;并计算了Si4N4团簇的最稳定结构的极化率和超极化率.     

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.     

(XB2)2(X=Al, Be, Na, Mg)团簇结构与性质的密度泛函研究

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(XB2)2(X=Al,Be,Na, Mg)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.并对最稳定结构的电子结构、振动特性、成键特性和电荷特性等进行了理论研究.结果表明,团簇的几何结构大多是平面结构,通常是B-B键和B-X键共存,较少出现X-X键.团簇的稳定结构中通常是几个呈负电性的B原子形成一个负电中心,而其他B原子和X原子处在端位,且显正电性.     

Ca掺杂Si团簇的几何结构和电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-311+G(d,p)基组水平,对CaSi_n(n=1~10)的结构进行优化,得出各个尺寸下团簇处于最低能量的结构模型,并对其稳定性等物理化学性质进行理论研究,表明CaSi_2、CaSi_5和CaSi_9为幻数团簇.     

CuSi6团簇几何结构和性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,采用全电子基组6-311+G(d)研究了CuSi6团簇的几何构型和电子结构性质,计算表明CuSi6团簇存在多个能量相近的稳定异构体,且结构中存在多个Cu-Si键,多个低能异构体共存解释了实验中观察到的CuSi6团簇较强的现象。对于CuSi6团簇,计算得到的三个最稳定异构体的垂直电离能,电子亲和能和HOMO-LUMO能隙均相对较大,也表明这三个异构体较为稳定。     

X@Mg_8B_(14)(X=H,Li)团簇核壳结构与性质的密度泛函理论研究

运用杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G*水平上对X@Mg_8B_(14)(X=H,Li)两种团簇进行了几何结构优化,并计算了其电子结构、振动特性和成键特性.计算结果表明:优化后的X@Mg_8B_(14)(X=H,Li)团簇均为橄榄球状核壳结构,对称性点群均为D2h.用自然键轨道方法分析了成键性质,发现X@Mg8B14(X=H,Li)团簇中B原子主要是sp杂化轨道参与成键,Mg原子主要是s轨道参与成键.Mg原子和B原子之间发生了大量的电子转移,在B原子层堆积了大量的电子;尤其是封装Li原子后,B原子层得电子数量明显增加.     

B36团簇组装一维纳米线的密度泛函研究

采用密度泛函理论计算方法系统研究了B₃₆团簇组装一维纳米线的几何结构、电子结构及稳定性.发现两种不同构型的B₃₆团簇组装纳米线静态结构能量相同,且均为动力学稳定结构,但二者电子结构明显不同:分别呈现出半金属和小带隙半导体特征.对两类纳米线的H原子吸附显示:半金属纳米线转变为半导体,而半导体纳米线仍保持为半导体,但带隙明显增大.表明H原子吸附对于B₃₆团簇组装纳米线的电子结构具有明显的调控作用.     

First-principles study on the magnetic properties of transition-metal atoms doped (ZnS)12 cluster

A first-principles density functional investigation has been performed to evaluate the structural, electronic, and magnetic properties of (ZnS)₁₂ doped with one or two transition-metal (TM) atoms (Fe, Co, and Ni). Substitutional- and interstitial-doping are considered. The substitutional isomers are found to be most favorable for Fe-doped clusters, while the interstitial isomers are found to be most favorable for Co- and Ni-doped clusters. Magnetic coupling between the TM atoms at the nearest neighbor position is mainly governed by the competition between direct ferromagnetic and antiferromagnetic interactions between two TM atoms via the S atom due to strong p-d hybridization. The coupling is short-ranged. Most importantly, we demonstrate that the Fe and Ni endohedral bi-doped (ZnS)₁₂ clusters favor the ferromagnetic state, which has potential applications in nanoscale quantum devices.     

Density functional theory study on the structure and properties of Si3N4 clusters

The hybrid density functional theory B3LYP with basis sets 6-31G＊ has been used to study on the equilibrium geometries and electronic structures of possible isomers of Si3N4 clusters. 24 possible isomers are obtained. The most stable isomer of Si3N4 is a 3D structure with 7 Si-N bonds and 2 N-N bonds that could beformed by 3 quadrangles. The bond properties of the most stable isomer was analyzed by using natural bond orbital method （NBO）, the results suggest that the charges on Si and N atoms in Si-N bonds are quite large, so theinteraction of N-Si atoms in Si3N4 cluster is of strongly electric interaction. The primary IR and Raman vibrational frequency located at 1033.40 cm^-1, 473.63 cm^-1 respectively. The polarizabilities and hyperpolarizabilities of the most stable isomer are also analyzed.     

Density functional theory study on the structure and properties of Si3N4clusters

The hybrid density functional theory B3LYP with basis sets 6-31G· has been used to study on the equilibrium geometries and electronic structures of possible isomers of Si3N4 clusters. 24 possible isomers are obtained. The most stable isomer of Si3N4 is a 3D structure with 7 Si-N bonds and 2 N-N bonds that could be formed by 3 quadrangles. The bond properties of the most stable isomer was analyzed by using natural bond orbital method (NBO), the results suggest that the charges on Si and N atoms in Si-N bonds are quite large, so the interaction of N-Si atoms in Si3N4 cluster is of strongly electric interaction. The primary IR and Raman vibrational frequency located at 1033.40 cm-1, 473.63 cm-1 respectively. The polarizabilities and hyperpolarizabilities of the most stable isomer are also analyzed.     

BTA在铜表面吸附的密度泛函理论研究

本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究了苯并三氮唑(BTA)分子吸附于铜表面的反应活性特征及其吸附在三种不同取向晶面时的电荷转移以及成键情况,结果表明：BTA分子的亲电和亲核活性中心为N(1)、N(2)和C(5),在铜表面垂直吸附时为化学吸附,Cu原子的最外层价电子转移到N(2)原子上,两者形成配位键;BTA分子在三种不同取向的铜表面吸附时的吸附能大小为：Cu(110)_x>Cu(100)_x>Cu(111)_x(x=T、B、H),T表示顶位,B表示桥位,H表示空位;BTA吸附在Cu(111)面的转移电荷量：T(顶位)>B(桥位)>H(空位).