二元碳合金團簇的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性.pdf

1、團簇是指由幾個、幾十個乃至上千個原子、分子或者離子通過物理的或化學(xué)的結(jié)合力組成的相對穩(wěn)定的非剛性聚集體，直徑大約從幾個埃到幾百埃。它是介于微觀原子分子與宏觀凝聚態(tài)物質(zhì)之間物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新層次，其微觀結(jié)構(gòu)特點和奇異的物理化學(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Mn-C、Si-C與S-C團簇進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能量和頻率計算，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MnCn(N=1-10)團簇和Mn2CN(N=1-9)團簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，并對頻率和能量進(jìn)行計算，得到了Mn-C團簇的最低能量結(jié)構(gòu)，通過分析MnCN(N=1-10)團簇的對稱性、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)合能與團簇尺寸的關(guān)系和二階能量差分與團簇尺寸的關(guān)系，得出當(dāng)C原子個數(shù)為5、

3、7、9時，團簇具有相對穩(wěn)定性，并可以稱他們?yōu)榛脭?shù)團簇；通過分析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算方法對Si-C和S-C團簇基態(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)團簇中的電荷趨向于從Si原子轉(zhuǎn)移到C原子，Si2C2、Si2C4團簇存在磁距，且磁距主要作用在Si原子上。通過分析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)團簇中的電荷趨向于從C原子轉(zhuǎn)移到S原子，SC2,SC4,SC6團簇存在磁距，磁距均勻分布在S和C原子上；S2CN(N=1-6)團簇中的電荷趨向于從C原子轉(zhuǎn)