密度泛函理论研究Run和RunAu(n=1-12)团簇的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA) 对 Ru_n Au和Ru_n 团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率、电子性质和磁性质进行了计算. 结果表明,Ru_n Au团簇的最低能量结构可以通过Au原子代替Ru_n+1团簇中的Ru原子生长而成.除了局域的结构畸变,Ru_n Au和Ru_n+1团簇具有相似的几何结构.二阶能量差分、电离势、亲和势和分裂能表明Ru₅, Ru₈, Ru₅Au, Ru₈Au 是稳定的团簇,Au的掺杂没有改变Ru_n 的相对稳定性.通过电子性质的分析发现,当Au原子掺杂在Ru_n 中,团簇的化学活性增加,且团簇的能隙主要由电子的配对效应决定;对于大多数团簇来说,Au原子掺杂提高了Ru_n Au的磁矩. 关键词： n Au和Ru_n 团簇')" href="#">Ru_n Au和Ru_n 团簇 几何结构 电子性质     

用于频域方法测量超短电子束纵向分布的Kramers-Kronig变换研究

Kramers-Kronig（K-K）变换方法被广泛地应用于频域测量中还原超短电子束团分布,成为分析电子束团形状、长度等参量的有效工具.研究发现,利用该方法分析电子束参量时,自相干曲线基底的选择、低频损耗与高频截止及插值外推位置的选择,对束团参量有重要的影响.以清华大学加速器实验平台采用相干渡越辐射测试束团长度为例,分析了上述参量的选取对测量结果的影响,讨论了选择K-K变换的关键物理参量的方法.     

Cux (x=1-4)团簇在CeO2(111)表面的吸附

用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Cu团簇(Cu_x, x=1-4)在CeO₂(111)表面的吸附. 研究发现当团簇比较小时(x=2, 3), 倾向于平铺表面; 当x=4时, Cu团簇在CeO₂(111)表面以三维的四面体结构吸附较为稳定, 从Cu 3d到Ce 4f的电荷转移使Cu团簇带正电荷. 由二维的菱形结构到三维的四面体结构的转变势垒为1.05 eV, 并且其中一个Cu原子直接迁移到另外三个Cu原子的空位顶部的转变路径比较有利. 在Cu团簇与CeO₂的相互作用过程中, Cu-O和Cu-Cu相互作用的竞争最终决定了Cu团簇在CeO₂上的形貌. 这种CeO₂(111)负载的带正电的三维Cu团簇将对水分解, 进而对水煤气反应具有高的催化活性.     

基于有机小分子的Zn2+/Cd2+荧光探针研究新进展

综述了近年来基于有机小分子的Zn2+/Cd2+荧光探针研究新进展.总结了探针分子设计中受体R结构对检测Zn2+/Cd2+的影响,介绍了同一荧光探针分子对Zn2+/Cd2+分别检测的原理和应用.对未来Zn2+/Cd2+荧光探针的研究进行了展望.     

Cu13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

利用遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,采用密度泛函理论,系统研究了带电 团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构并与中性Cu13团簇进行了对比．计算结果表明：对 Cu13（中性及带电）团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对 负电Cu13找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态 Cu13（中性及带电）团簇的具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符．     

ConCu(38-n)(n=0～38)团簇基态结构和熔化行为

基于半经验的Gupta多体势采用遗传算法和分子动力学方法并结合模淬火技术,系统研究了ConCu(38-n)(n=0～38)团簇的基态结构与熔化行为．结果表明：除Co7Cu31团簇基态为类Ih结构外,其它ConCu(38-n)混合团簇的基态结构均是在单质Cu38（Co38）的Oh基态结构基础上的畸变;对于混合团簇的基态结构,随Co原子增加均表现出Co原子先占中心后占表面的特征;通过分析基态团簇二阶差分能和混合能表明Co7Cu31和Co14Cu24为幻数结构团簇;ConCu(38-n)混合团簇在熔化过程中均表现出热容曲线无明显宽峰的异常熔化行为;通过对团簇原子等价指数和淬火结构势能分布图对团簇异常熔化行为进行了分析表征,指出在团簇熔化过程中两种动力学稳定结构（类Oh结构与类Ih结构）之间的相互竞争对团簇熔化行为的重要影响．     

B12-nAlnN12 (n=0, 6, 12) 的稳定性和电子结构研究

通过Al取代B在B12N12中掺杂,基于密度泛函理论对B6Al6N12的稳定性进行了系统研究．表明在B6Al6N12中,Al和B倾向于相对分开．在最稳定结构中,B原子和Al原子分别处在笼的两半．我们还分析了B12-nAlnN12 (n=0, 6, 12)的电子结构,B12N12的能隙为6.84eV,掺Al后其能隙明显变窄,Al12N12和B6Al6N12的能隙分别为3.91eV和4.08eV．NBO分析表明,B12N12中B/N原子的电荷分别为±1.17,Al12N12中Al/N 原子的电荷分别为±1.85．在B6Al6N12中,B/Al原子上的电荷分别为1.06~1.12和1.86~1.91,N原子上的电荷为-1.18~-1.83．     

锗团簇Ge65, Ge70, Ge75的稳定结构及其电子结构性质

将两种全局结构搜索方法(压缩液态法、遗传算法)与锗的紧束缚势模 型相互结合, 对Ge₆₅, Ge₇₀, Ge₇₅的稳定结构进行了大规模的搜寻,提 出能量较低的可能结构, 然后进一步利用第一性原理方法对这些低能结构进行精确 的优化计算, 确定出了这三种尺寸团簇的基态结构. 发现这三种团簇各具有两种稳定的并且能量相近的异构体: 类球形和类椭球形, 这与实验上报道的大尺寸团簇Ge_n (65 ≤ n ≤ 80) 的结构特征相符合. 简要地分析了这三种团簇基态结构的电子性质. 关键词： 锗团簇 紧束缚势 遗传算法 压缩液态法     

High stability of the goldalloy fullerenes：A density functional theory investigation of M_（12）@Au_（20）（M=Na,Al,Ag,Sc,Y,La,Lu,and Au） clusters

Discovering highly stable metal fullerenes such as the celebrated C 60 is interesting in cluster science as they have potential applications as building blocks in new nanostructures.We here investigated the structural and electronic properties of the fullerenes M 12 @Au 20（M=Na,Al,Ag,Sc,Y,La,Lu,and Au）,using a first-principles investigation with the density functional theory.It is found that these compound clusters possess a similar cage structure to the icosahedral Au 32 fullerene.La 12 @Au 20 is found to be particularly stable among these clusters.The binding energy of La 12 @Au 20 is 3.43 eV per atom,1.05 eV larger than that in Au 32.The highest occupied molecular orbital-lowest unoccupied molecular orbital（HOMO-LUMO） gap of La 12 @Au 20 is only 0.31 eV,suggesting that it should be relatively chemically reactive.     

过渡金属原子钴掺杂硅团簇CoSi6-9的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论对CoSin(n=6-9)中性团簇的几何结构演化和电子结构性质进行研究,结果表明Co掺杂硅团簇的最小笼状尺寸是n=9,其中Co原子被扭曲状的Si9棱柱包拢。CoSi8团簇由于存在多个能量相近的异构体,导致团簇的吸附活性降低。自然电荷布局分析表明对于笼状的Co@Si9团簇,其电荷主要分布在外围的硅笼,内部的Co原子通过spd杂化与外部硅笼成键,这保持了笼状团簇的稳定。