19434.cun1和m@cun(n=112,m=scni)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)的密度泛函理論研究

1、碩士學(xué)位論文Cun1和M@Cun(n=112M=ScNi)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)的密度泛函理論研究作者姓名：王玲學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：凝聚態(tài)物理學(xué)號(hào)：212012070205001指導(dǎo)教師：迭東完成日期：密級(jí)：Cun1和M@Cun(n=112M=ScNi)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)的密度泛函理論研究分類(lèi)號(hào)密級(jí)UDC密級(jí)：西華大學(xué)碩士學(xué)位論文西華大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要銅是生活必不可缺的金屬，具有導(dǎo)電性好、延展性佳、儲(chǔ)量豐富及加工方便等優(yōu)點(diǎn)；銅還廣泛應(yīng)用于醫(yī)

2、學(xué)抗癌、微生物抑菌等領(lǐng)域。為使銅得到更好的應(yīng)用，需要對(duì)銅從微觀角度與宏觀角度系統(tǒng)地研究，而團(tuán)簇作為微觀物質(zhì)到宏觀物質(zhì)的過(guò)渡態(tài)，銅團(tuán)簇的研究受到廣泛關(guān)注。但是，前人的研究主要在Cu與Au、Ag摻雜，對(duì)于過(guò)渡金屬原子摻雜Cu團(tuán)簇的研究甚少。為進(jìn)一步改善銅團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、光電特性、磁性，以及對(duì)銅團(tuán)簇的量子效應(yīng)、催化能力、化學(xué)活性等的研究提供理論基礎(chǔ)，本文對(duì)Cun1和M@Cun(n=112M=ScNi)摻雜團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、相對(duì)穩(wěn)定性和磁性能進(jìn)行

3、系統(tǒng)地研究。首先，基于密度泛函理論B3LYP方法，優(yōu)化了Cun1和M@Cun(n=112M=ScNi)團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)，得到許多異構(gòu)體。結(jié)果顯示Cu團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)隨著Cu原子個(gè)數(shù)的增加趨向于籠狀結(jié)構(gòu)，而Cun團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)在n=36為平面結(jié)構(gòu)，在n=713開(kāi)始為三維結(jié)構(gòu)。對(duì)于摻雜的M@Cun團(tuán)簇，所有過(guò)渡金屬原子在基態(tài)結(jié)構(gòu)中都明顯趨于占據(jù)高配位。其次，原子平均能的計(jì)算表明隨著Cu原子個(gè)數(shù)的增加，Cun1團(tuán)簇和摻雜M@Cun團(tuán)簇的原子平均結(jié)

4、合能都呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。同時(shí)，除了CunCr、CunMn團(tuán)簇，其他摻雜團(tuán)簇的原子平均結(jié)合能明顯大于Cun1團(tuán)簇。對(duì)于基態(tài)團(tuán)簇的能量二階差分，Cun1、M@Cun(M=Cr、Co、Ni)都表現(xiàn)出較明顯的奇偶振蕩特性，即偶數(shù)Cu原子團(tuán)簇的穩(wěn)定性高于含奇數(shù)Cu原子團(tuán)簇。垂直電離能（VIP）和電子親和能（EA）的計(jì)算值表明Cun、CunCo、CunNi團(tuán)簇的垂直電離能和電子親和能均具有奇偶振蕩特性。而與化學(xué)反應(yīng)活性相關(guān)的能級(jí)間隙的分析表明：除Ni@

5、Cu3、Ni@Cu9、Co@Cu11、Ni@Cu11外，過(guò)渡金屬原子摻入到奇數(shù)銅原子團(tuán)簇中，與相同數(shù)目原子的純銅團(tuán)簇相比，它們降低了Cu團(tuán)簇的能級(jí)間隙。相反，除Cr@Cu2外，其他摻雜原子摻入到偶數(shù)銅原子團(tuán)簇中，與相同數(shù)目原子的純銅團(tuán)簇相比，它們?cè)黾恿薈u團(tuán)簇的能級(jí)間隙。最后分析了基態(tài)團(tuán)簇的總磁矩和軌道磁矩。結(jié)果顯示摻雜原子對(duì)Cu團(tuán)簇的磁矩提高最大的是過(guò)渡金屬原子Cr、Mn。Sc@Cun、Co@Cun、Ni@Cun的磁矩表現(xiàn)出奇偶振蕩現(xiàn)