ⅥB族原子簇結(jié)構(gòu)與電磁性質(zhì)的研究.pdf

1、該文用VASP(ViennaAb-initio Simulation Package)程序計(jì)算并優(yōu)化了ⅥB族Mo、W原子簇的結(jié)構(gòu),系統(tǒng)研究了它們的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性的關(guān)系及其電磁學(xué)性質(zhì).該文首先計(jì)算了各種不同結(jié)構(gòu)的Mo<,n>(n=2-55)原子簇,發(fā)現(xiàn)一維和二維Mo原子簇表現(xiàn)出了一定的非金屬原子簇的性質(zhì),簇中原子有明顯的成雙原子對(duì)趨勢(shì),致使原子簇具有短-長(zhǎng)鍵交替的幾何結(jié)構(gòu),短鍵和長(zhǎng)鍵分別呈現(xiàn)強(qiáng)共價(jià)鍵和弱金屬鍵的特性.這種趨勢(shì)隨著維度和原子配

2、位數(shù)的增加而減弱,鍵長(zhǎng)趨于平均化.對(duì)一維和二維原子簇來(lái)講,由于雙原子對(duì)趨勢(shì)的存在,偶原子簇要比相鄰的下一個(gè)奇原子簇更加穩(wěn)定,束縛能(binding energy)隨原子簇的增大起伏上升.而對(duì)三維原子簇來(lái)講,束縛能隨原子簇的增大呈單調(diào)上升趨勢(shì).Mo原子簇的磁矩普遍較小,一維和多數(shù)二維偶原子簇的磁矩為零.Mo原子簇的HOMO-LUMO帶寬(band gap).隨原子簇的增大呈不規(guī)則下降趨勢(shì).該文還計(jì)算了2到13個(gè)原子的W<,n>原子簇,發(fā)現(xiàn)

3、W原子簇中原子也有成雙原子對(duì)的趨勢(shì),但相比Mo原子簇而言,這種趨勢(shì)大大減弱,僅在一維結(jié)構(gòu)中有所表現(xiàn),因此,一維W原子簇的束縛能隨簇的增大也呈起伏上升,由于雙原子對(duì)趨勢(shì)的弱化,在二維W原子簇中,穩(wěn)定性隨簇增大的起伏趨勢(shì)明顯減弱.而三維W原子簇的束縛能隨簇的增大也呈單一上升趨勢(shì).W原子簇中多數(shù)偶原子簇磁矩為零,磁性較弱.同樣,W原子簇的HOMO-LUMO帶寬也隨簇的增大呈不規(guī)則下降.該文在Cr、Mo、W 5-8員環(huán)的計(jì)算中發(fā)現(xiàn),從Cr、Mo

4、到W,雙原子對(duì)趨勢(shì)對(duì)穩(wěn)定性的影響逐漸減弱.在同種金屬原子的環(huán)簇中,雙原子對(duì)趨勢(shì)對(duì)八員環(huán)的影響最為顯著.三種元素的六員環(huán)短-長(zhǎng)鍵交替結(jié)構(gòu)都是各自環(huán)簇中最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu).對(duì)六員Mo-C雜環(huán)優(yōu)化的結(jié)果顯示,當(dāng)C上吸附的H原子一定時(shí),隨著NOM(number ofMo atoms in rings)的增大,穩(wěn)定性呈線(xiàn)性降低,HOMO-LUMO帶寬依次減小,除Mo<,2>C<,4>外,單電子數(shù)呈規(guī)律性增加;當(dāng)NOM一定時(shí),隨著C上吸附H原子的增多,帶