氧化鋁團簇的結構優(yōu)化設計.pdf

1、氧化鋁固體中的金屬與氧原子個數(shù)之比為2∶3，其有很多種堆積方式，有多種異構體存在，比如α-氧化鋁，β-氧化鋁和γ-氧化鋁等。由于結構的不同使得這些異構體在性質上有很大的差異，正是這種性質上的差異使它們在人類日常生活中有著廣泛的應用價值。而氧化鋁團簇尺寸是介于其分子和大塊固體之間的，性質上和它們有很大的差異，這也反應了氧化鋁團簇于其分子在結構上的差別。目前，有很多關于氧化鋁團簇的理論研究，可還是有很多的問題現(xiàn)在還不清楚，比如氧化鋁團簇如何

2、由原子、分子一步一步發(fā)展而成，以及隨著這種發(fā)展，團簇的結構和性質如何變化，當尺寸多大時團簇的性質和固體一樣。所以，有必要對氧化鋁團簇做一個比較系統(tǒng)的研究。
　　 本文中，我們分別采用遺傳算法加密度泛函理論的方法和分子力學方法搜索優(yōu)化獲得了氧化鋁團簇的結構。并對它們的性質做了相關研究。
　　 主要內(nèi)容如下:
　　 1、基于DFT計算的氧化鋁團簇的結構預測
　　 采用遺傳算法加密度泛函理論的方法獲得了(Al2

3、O3)n(n=1-7)團簇的結構，探討了它們的結構特點，并做了一些性質上的研究。得出結論:在n=1-3時，全局最優(yōu)結構分別為風箏狀，籠狀和茶壺套狀;當n=4和5時，全局最優(yōu)結構是無序狀的;當n=6和7時，和Rahane報道的結構相比，我們分別搜索到了12和6個更穩(wěn)定的結構。這些結構更偏向于無序狀。隨著尺寸的增加，更多地新結構被發(fā)現(xiàn)。其中，有些結構在能量上是簡并的。不同的基組對結構的相對穩(wěn)定性次序有很大的影響。
　　 2、基于分子