Pd团簇熔化的分子动力学模拟

本文运用分子动力学研究钯团簇Pd,(n=13,14,54,55)熔化行为.结果表明:所有Pdn团簇的熔化过程中都有预熔化行为.Pdn团簇的熔点并不是随着原子数目的增加而有着简单的递增关系.Pdn(n=54,55)团簇的预熔化温度区间比较窄.Pdn(n=13,54,55)团簇在熔化过程中有固液共存现象,而Pd14团簇则有表面熔化行为.     

C@M12(M=Fe,Co,Ni)团簇稳定性与能量特征的密度泛函理论研究

在密度泛函理论框架下采用广义梯度近似和赝势平面波方法,研究了掺碳团簇C@M12（M=Fe,Co,Ni）的能量特性．所得结果表明：用碳原子替换一个金属原子将提高团簇的稳定性．碳原子在表面的结构比其在中心的结构更稳定,这与块体或大尺寸团簇情况相反．通过分析不同碳掺杂结构的能量分布,发现碳原子在这些过渡金属团簇中的熔解率大小的序列与其在块体中相同．     

38原子Ni、Pd、Pt团簇异常熔化行为的分子动力学模拟

采用半经验的Gupta 多体势结合分子动力学方法,系统的研究了Ni38、Pd38、Pt38团簇的熔化特性,我们发现这3种团簇的熔化行为均有别于热熔曲线呈现一宽峰的满壳层结构的团簇的熔化行为,其热熔曲线均无明显宽峰,通过对团簇原子等价指数的分析表明出现这种异常熔化行为的主要原因是因为在团簇预熔化过程中出现了两种动力学结构（Oh与类Ih结构）之间的竞争.     

Rhn、Con(n=3～56)团簇的结构特性研究

采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法对Rhn、Con(n=3~56)团簇的基态结构特性进行了系统的研究.除在n=18~40尺寸范围内有少数团簇的构型不同,两种团簇具有相似的几何结构.在Rhn、Con(n=3~56)团簇的生长中,存在类Ih构型与类fcc构型之间的竞争,对于n≤24,两种团簇都从紧致密堆积结构过渡为类二十面体构型,Rh38及Co38为具有Oh对称性的类fcc构型,从n=39开始,铑团簇和钴团簇都呈现出明显的Ih生长模式.两种团簇的平均束缚能随原子数目的增加而增大,且在所研究的尺寸范围内铑团簇的平均结合能高于钴团簇.Rhn、Con(n=3~56)团簇具有相同的幻数序列:n=13,19,23,38,55.     

二维Ag2S的电子和光电性能的第一性原理研究

二维Ag₂S是一种具有间接宽带隙的半导体材料,由其在平面内和平面外具有独特的力学性质,因此受到了人们的广泛关注.本文基于密度泛函理论进行了第一性原理计算,研究了二维Ag₂S的电子、光学性质的变化.二维Ag₂S具有较强的方向各异性,通过不同浓度的O取代S替换掺杂,发现随着O浓度的增加,带隙值出现先增大后减小的现象;由于O元素的引入,使二维Ag₂S结构对称性降低,引起能带及光吸收、光反射的分布离散化.y方向4.56～5.36 e V处光吸收及光反射峰随掺杂浓度增加逐渐减小,且出现明显的蓝移.     

RhnCr(n=1～7)团簇结构和电子性质的密度泛函理论研究

采用基于广义梯度近似的密度泛函理论研究了铬掺杂铑团簇RhnCr(n=1～7)的几何结构、稳定性及电子结构.结果表明:Rh3Cr具有较高的稳定性,可视为幻数结构团簇;给定尺寸时所研究RhnCr混合团簇表现出明显的磁性结构依赖关系;相较纯Rhn+1,RhnCr在n=3、5、6时团簇磁矩增大;多数情况下,相对于纯Rh团簇,Cr掺杂增强了团簇反应活性.     

混合团簇Cu11Fe2的的密度泛函研究

以Cu13非紧致低对称性基态结构及四种13原子高对称性（Ih、Oh、D5h、D3h）密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Cu11Fe2混合团簇的稳定性及磁性．结果表明：对四种高对称性结构相应中心位替代构型稳定性均高于双表面位替代构型;Cu11Fe2团簇的基态结构为含一个中心位替代和一个表面位替代的Ih替换结构,这与Cu13的基态结构完全不同;Cu11Fe2无明显近基态同分异构现象;相较Cu13团簇、Cu11Fe2团簇的稳定性及磁性均得到增强．     

不同热浴下Co团簇熔化行为的分子动力学模拟

运用分子动力学方法,采用Berendsen热浴和Nose-Hoover热浴分别研究了Co_n(n=13,55,147)团簇的熔化特性,模型采用Gupta相互作用势.模拟结果表明:两种热浴对钴团簇熔点及预熔化区间给出了基本一致的描述.所研究团簇体系在给定温度下长时间内各Co团簇中单个原子的速率(速度)分布与麦克斯韦速率(速度)分布曲线符合很好.     

模拟淬火算法结合Gupta势研究Rhn(n=2~100)团簇的基态特性

采用Gupta多体势结合分子动力学模拟淬火方法及遗传算法、分别求解了Rhn（n=2～100）团簇的最低能几何结构及能量,结果表明：与模拟淬火方法所得最低能结构（视为基态结构）相比,当铑团簇尺寸为60以下时,遗传算法基本可以找到全部基态(除Rh50以外）;但随团簇尺寸增大遗传算法寻找基态结构效率明显下降．通过系统分析淬火结构势能分布图得出模拟淬火算法寻找团簇基态能量（结构）的有效温度区间,同时也进一步说明了该方法在寻找团簇基态结构时与团簇尺寸的非简单依赖关系．     

混合团簇Cu_(11)Fe_2的的密度泛函研究

以Cu13非紧致低对称性基态结构及四种13原子高对称性(Ih、Oh、D5h、D3h)密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Cu11Fe2混合团簇的稳定性及磁性.结果表明:对四种高对称性结构相应中心位替代构型稳定性均高于双表面位替代构型;Cu11Fe2团簇的基态结构为含一个中心位替代和一个表面位替代的Ih替换结构,这与Cu13的基态结构完全不同;Cu11Fe2无明显近基态同分异构现象;相较Cu13团簇、Cu11Fe2团簇的稳定性及磁性均得到增强.