(MgO)-,n-，(BeO)-,n-和Ge-,6-Li-,6-團(tuán)簇的第一性原理研究.pdf

1、最近，由于納米材料在科學(xué)研究中的重要地位和它獨(dú)特的性質(zhì)，人們對納米材料展開了廣泛的研究。團(tuán)簇是一種重要的納米材料，因此，團(tuán)簇性質(zhì)的研究對科學(xué)有著至關(guān)重要的作用。本文采用密度泛函理論研究了(MgO)n、(BeO)n(n=2-10)和Ge6Li6團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)、電子、光譜和芳香性等性質(zhì)。本文主要分為三部分： 1.Ge6Li6團(tuán)簇的第一性原理研究。采用密度泛函理論詳細(xì)地研究了Ge6Li6團(tuán)簇的可能結(jié)構(gòu)。計(jì)算結(jié)果表明，除了C2對稱性的類平面

2、結(jié)構(gòu)外，所有平面或類平面(鍺原子在一個(gè)平面上)Ge6Li6團(tuán)簇都是芳香的。Ge6Li6團(tuán)簇的基態(tài)為具有D2h對稱性的結(jié)構(gòu)。NICS分析表明，基態(tài)Ge6Li6團(tuán)簇的芳香行為與苯相似，而跟D2h基態(tài)Si6Li6團(tuán)簇的芳香行為幾乎一致。分子軌道和電荷密度研究表明，體系存在離域的π分子軌道，解釋了基態(tài)Ge6Li6團(tuán)簇NICS(1)有較大值的計(jì)算結(jié)果。為了方便以后與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較和進(jìn)一步研究，本文還給出了基態(tài)Ge6Li6團(tuán)簇的光譜性質(zhì)。此外，通過

3、對化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)熱和分子軌道對稱性守恒定律的分析，本文提出了一個(gè)可能合成基態(tài)Ge6Li6團(tuán)簇的反應(yīng)路徑。 2.環(huán)和納米管徑向呼吸振動模式的一個(gè)簡單理論模型。運(yùn)用密度泛函理論詳細(xì)地研究了(MgO)n和(BeO)n(n=3-10)納米環(huán)團(tuán)簇的徑向呼吸振動模。結(jié)果表明，大直徑納米環(huán)的徑向呼吸振動頻率正比于環(huán)直徑的倒數(shù)，然而，隨著環(huán)直徑的減小，鍵長的變化將導(dǎo)致徑向呼吸振動的頻率與直徑的關(guān)系偏離上述線性行為；當(dāng)環(huán)直徑減小到一定程度時(shí)，

4、即環(huán)直徑倒數(shù)的高階項(xiàng)對頻率的影響不可忽略時(shí)，直徑倒數(shù)的三次方修正和鍵長的變化將導(dǎo)致徑向呼吸振動的頻率隨環(huán)直徑的變化關(guān)系更加顯著地偏離線性行為。本文從化學(xué)鍵的角度出發(fā)，利用了徑向呼吸振動的諧振子模型和彈簧的串并聯(lián)思想，提出了環(huán)徑向呼吸振動的一個(gè)簡單理論模型，很好地解釋了納米環(huán)徑向呼吸振動頻率與直徑的關(guān)系；并將此模型推廣到納米管情況，成功地說明了碳納米管徑向呼吸振動頻率隨納米管直徑的變化關(guān)系。 3.(MgO)n和(BeO)n(n=2