貴金屬合金團(tuán)簇的幾何和電子結(jié)構(gòu).pdf

1、合金團(tuán)簇具有不同于單質(zhì)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為人們提供了通過控制結(jié)構(gòu)和化學(xué)組份得到具有人工可控性質(zhì)的納米粒子的方法，因而受到廣泛關(guān)注。我們研究了貴金屬合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)，其安排如下：
　　 第一章，介紹了金屬團(tuán)簇的研究背景和歷史，以及金屬團(tuán)簇的主要分類和研究方向，并對(duì)其物理性能和應(yīng)用前景做了一個(gè)綜述性的介紹。
　　 第二章，主要介紹有關(guān)密度泛函理論的一些基本原理和新的進(jìn)展。然后介紹了所采用的第一性原理軟件Dmol3的主

2、要特征。
　　 第三章，研究了AunTi（n=2-16）團(tuán)簇的生長(zhǎng)模式和穩(wěn)定性。團(tuán)簇由平面結(jié)構(gòu)向三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變發(fā)生在n=8。在n=12-16時(shí)，團(tuán)簇傾向于籠狀結(jié)構(gòu)，Ti 原子位于金原子形成的籠中心。討論了團(tuán)簇的平均每個(gè)原子的結(jié)合能、二階能量差、能隙、離子化勢(shì)和電子親和能隨團(tuán)簇尺寸的變化。Au14Ti 具有幻數(shù)團(tuán)簇的典型特征，其高穩(wěn)定性是由于其具有18 價(jià)電子，而18 正好是橢球模型中的滿殼層電子數(shù)。
　　 此外研究了兩個(gè)幻

3、數(shù)團(tuán)簇Au14Ti之間的相互作用。團(tuán)簇之間的作用能大小取決于團(tuán)簇之間的相對(duì)取向。
　　 第四章，通過研究AunTi2+(n≦7)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析合金團(tuán)簇中幾何因素與電子因素的相互競(jìng)爭(zhēng)。兩個(gè)Ti 原子在團(tuán)簇中以Ti2的形式存在。二階能量差和能隙隨尺寸呈奇偶振蕩與實(shí)驗(yàn)觀察到的團(tuán)簇穩(wěn)定性隨尺寸的振蕩符合。團(tuán)簇的磁性在n=1-4時(shí)奇偶振蕩，在n=5和7時(shí)為零。我們討論了Ti-3d和Ti-4s 電子的局域磁矩，團(tuán)簇的特殊磁性質(zhì)與Au

4、-5d和Ti-3d之間的雜化有關(guān)。
　　 第五章，研究了貴金屬雜質(zhì)原子對(duì)Al7 團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)的影響。我們發(fā)現(xiàn)Al7Ag和Al7Au的結(jié)構(gòu)大大不同于Al7Li和Al7Cu的結(jié)構(gòu)。Al7Ag的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是一個(gè)Ag 原子吸附著Al7 團(tuán)簇最頂端的一個(gè)Al 原子，這種結(jié)構(gòu)類似Al7H。
　　 Al7Au 則可以看作是一個(gè)Al 原子與Al6Au的化合物。Al7Ag和Al7Au 都有非常大的能隙，意味著他們具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性

5、。由相對(duì)性計(jì)算和非相對(duì)性計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)是不一致的，說明相對(duì)性效應(yīng)對(duì)Al7Au的結(jié)構(gòu)有著明顯的影響。通過能譜和態(tài)密度分析可知Al7Au 中位于頂角的Al 原子是一價(jià)的，因而Al7Au 具有20 價(jià)電子的滿殼層電子。此外，我們研究了Al7Hn 團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和鍵性質(zhì)。在所有的Al7Hn的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中，Al7 保持著它的整體形貌，H 原子傾向于吸附單個(gè)Al 原子。盡管Al7H、Al7H3 以及Al7H7 具有很高的穩(wěn)定性，但H 原子與Al