二元碳合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性.pdf_第1頁(yè)
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1、團(tuán)簇是指由幾個(gè)、幾十個(gè)乃至上千個(gè)原子、分子或者離子通過(guò)物理的或化學(xué)的結(jié)合力組成的相對(duì)穩(wěn)定的非剛性聚集體,直徑大約從幾個(gè)埃到幾百埃。它是介于微觀(guān)原子分子與宏觀(guān)凝聚態(tài)物質(zhì)之間物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新層次,其微觀(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和奇異的物理化學(xué)性質(zhì),為制造和發(fā)現(xiàn)新的特殊性開(kāi)辟了一條新的途徑。本文應(yīng)用密度泛函理論中的廣義梯度近似對(duì)Mn-C、Si-C與S-C團(tuán)簇進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能量和頻率計(jì)算,把能量最低且頻率為正值的結(jié)構(gòu)確定為基態(tài),并通過(guò)分析Mulliken原子

2、電荷和原子磁距,確定了電荷轉(zhuǎn)移方向和磁距作用位置。具體內(nèi)容如下:
   首先,應(yīng)用密度泛函理論中的廣義梯度近似對(duì)MnCn(N=1-10)團(tuán)簇和Mn2CN(N=1-9)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,并對(duì)頻率和能量進(jìn)行計(jì)算,得到了Mn-C團(tuán)簇的最低能量結(jié)構(gòu),通過(guò)分析MnCN(N=1-10)團(tuán)簇的對(duì)稱(chēng)性、結(jié)合能、最高占據(jù)分子軌道態(tài)、總自旋磁距、平均原子結(jié)合能與團(tuán)簇尺寸的關(guān)系和二階能量差分與團(tuán)簇尺寸的關(guān)系,得出當(dāng)C原子個(gè)數(shù)為5、

3、7、9時(shí),團(tuán)簇具有相對(duì)穩(wěn)定性,并可以稱(chēng)他們?yōu)榛脭?shù)團(tuán)簇;通過(guò)分析Mn原子和C原子的Mulliken原子電荷和原子磁距,可以發(fā)現(xiàn):Mn-C團(tuán)簇中的電荷趨向于從Mn原子轉(zhuǎn)移到C原子,磁距主要作用在Mn原子上。其次,采用同樣的的理論計(jì)算方法對(duì)Si-C和S-C團(tuán)簇基態(tài)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了構(gòu)型分析,并得到了它們的基態(tài)結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析Si原子和C原子的Mulliken原子電荷和磁距,可以看出:在SiCN(N=1-8)團(tuán)簇中的電荷趨向于從Si原子轉(zhuǎn)移到C原子,

4、SiC3,SiC5、SiC7存在磁距,且磁距主要作用在Si原子上;在Si2CN(N=1-6)團(tuán)簇中的電荷趨向于從Si原子轉(zhuǎn)移到C原子,Si2C2、Si2C4團(tuán)簇存在磁距,且磁距主要作用在Si原子上。通過(guò)分析S原子和C原子的Mulliken原子電荷和磁距,得到結(jié)論:在SCN(N=1-8)團(tuán)簇中的電荷趨向于從C原子轉(zhuǎn)移到S原子,SC2,SC4,SC6團(tuán)簇存在磁距,磁距均勻分布在S和C原子上;S2CN(N=1-6)團(tuán)簇中的電荷趨向于從C原子轉(zhuǎn)

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