氫化碳化硅SinCnH2n(n=9-11)團簇及其摻雜的第一性原理研究.pdf

1、團簇研究中的一個重要方面就是獲得穩(wěn)定的基態(tài)團簇。而通過氫化的方法來獲得穩(wěn)定的團簇已經(jīng)得到了廣泛的研究。本論文利用基于密度泛函理論的第一性原理方法，對氫化碳化硅SinCnH2n(n=9-11)團簇的微觀結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性做了詳細研究。同時我們還研究了摻雜過渡金屬原子以及部分第二和第三周期原子對SinCnH2n(n=9-11)團簇的微觀結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和電、磁性質(zhì)的影響。
　　 同SinCn(n=9-11)團簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)相比，氫化碳化硅Sin

2、CnH2n(n=9-11)團簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)中Si原子部分顯得更加規(guī)則，而C原子部分則變化不大。氫化后Si-Si鍵的平均鍵長變小。SinCnH2n(n=9-11)團簇中Si、C原子的平均結(jié)合能要大于SinCn(n=9-11)團簇的平均結(jié)合能。為了進一步驗證SinCnH2n(n=9-11)團簇基態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，我們將團簇中的任一原子移動較大距離使其偏離其平衡位置，重新結(jié)構(gòu)優(yōu)化后都能回到原來的平衡位置。上述結(jié)果充分說明了利用氫化的方法可以大大提

3、高碳化硅團簇的穩(wěn)定性。
　　 在SinCnH2n(n=9-11)團簇中摻雜過渡金屬原子以及部分第二和第三周期原子后我們發(fā)現(xiàn)，大部分原子不能呆在團簇的籠狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，而是移向了Si五圓環(huán)或Si六圓環(huán)的一側(cè)并與Si原子成鍵。摻雜不同的原子，團簇的HOMO-LUMO能隙有較大的變化范圍，這為調(diào)控碳化硅團簇的能隙進而調(diào)控氫化碳化硅團簇的光學(xué)性質(zhì)的研究提供了依據(jù)。所有摻雜原子均帶負電荷，部分電子從SinCnH2n(n=9-11)團簇轉(zhuǎn)移到摻