NbSi-,n-（n=1～12）、LaSi-,n-（n=1～6）團簇穩(wěn)定性和電子結(jié)構特性的研究.pdf

1、團簇的微觀結(jié)構特點和奇異的物理化學性質(zhì)為新材料的制造和發(fā)展開辟了又一條途徑。對單組份硅團簇的研究表明：由于“懸掛鍵”的存在，純硅團簇的穩(wěn)定性比較差，而在其中摻入金屬原子，可以提高硅團簇的穩(wěn)定性、并能改善其性質(zhì)，從而得到新的功能材料。因此，對金屬摻雜硅團簇的研究具有非常重要的科學意義和實際應用價值。本文用密度泛函方法對NbSin(n=1～12)和LaSin(1～6)團簇的穩(wěn)定性和電子結(jié)構特性進行了研究。主要工作概括如下： 1、通過

2、GAUSS軟件對NbSin(n=1～12)團簇的幾何構型和穩(wěn)定性、電子結(jié)構特性進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：平面和直線型結(jié)構的穩(wěn)定性比立體結(jié)構低，在n≥3以后，各相對最穩(wěn)定結(jié)構都具有低的點群對稱性；對最穩(wěn)定構型分裂能的研究表明，NbSi2、NbSi7、NbSi10、NbSi12團簇有相對較高的熱力學穩(wěn)定性；除了NbSi2外，所有最穩(wěn)定構型的HOMO-LUMO能隙均大于相同原子數(shù)目的純硅團簇，而NbSi、NbSi4、NbSi8、NbSin團簇是其

3、中化學穩(wěn)定性相對較高的；最穩(wěn)定構型中，Nb原子的電子凈布局在n=1和2時為正值，在n≥3以后為負值，且隨著n的增大呈減小趨勢，表明在n=3時電子的轉(zhuǎn)移方向發(fā)生了改變，并且Nb原子得到的電子越來越多。NbSin(n=1～12)團簇的自旋磁矩主要來源于Nb原子的貢獻。 2、利用ADF(Amsterdamdensityfunction)軟件對LaSin(n=1～6)團簇進行計算研究，得到了一系列穩(wěn)定的LaSin(n=1～6)團簇構型。

4、這些構型中的最穩(wěn)定結(jié)構和Sin(n=2-7)團簇的最穩(wěn)定構型有相似的結(jié)構框架，并且穩(wěn)定性隨著自旋多重度的增加而降低；和Sin(n=3～6)團簇相比，LaSin-1團簇的束縛能更高，其中LaSi2和LaSi5團簇的分裂能和束縛能相對較大，說明它們有較高的熱力學穩(wěn)定性。LaSin(n=1～6)團簇的HOMO-LUMO能隙都在0.3eV和1.5eV之間，并且LaSin(n=2～6)團簇的能隙遠低于Sin+1團簇。在n=2、5時，HOMO-LU