貴金屬合金團簇的幾何和電子結構.pdf

1、合金團簇具有不同于單質團簇的結構和性質，為人們提供了通過控制結構和化學組份得到具有人工可控性質的納米粒子的方法，因而受到廣泛關注。我們研究了貴金屬合金團簇的結構和電子性質，其安排如下：
　　 第一章，介紹了金屬團簇的研究背景和歷史，以及金屬團簇的主要分類和研究方向，并對其物理性能和應用前景做了一個綜述性的介紹。
　　 第二章，主要介紹有關密度泛函理論的一些基本原理和新的進展。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）團簇的生長模式和穩(wěn)定性。團簇由平面結構向三維結構轉變發(fā)生在n=8。在n=12-16時，團簇傾向于籠狀結構，Ti 原子位于金原子形成的籠中心。討論了團簇的平均每個原子的結合能、二階能量差、能隙、離子化勢和電子親和能隨團簇尺寸的變化。Au14Ti 具有幻數團簇的典型特征，其高穩(wěn)定性是由于其具有18 價電子，而18 正好是橢球模型中的滿殼層電子數。
　　 此外研究了兩個幻

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

4、-5d和Ti-3d之間的雜化有關。
　　 第五章，研究了貴金屬雜質原子對Al7 團簇結構和電子性質的影響。我們發(fā)現Al7Ag和Al7Au的結構大大不同于Al7Li和Al7Cu的結構。Al7Ag的最穩(wěn)定結構是一個Ag 原子吸附著Al7 團簇最頂端的一個Al 原子，這種結構類似Al7H。
　　 Al7Au 則可以看作是一個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穩(wěn)定性

5、。由相對性計算和非相對性計算得到的結構是不一致的，說明相對性效應對Al7Au的結構有著明顯的影響。通過能譜和態(tài)密度分析可知Al7Au 中位于頂角的Al 原子是一價的，因而Al7Au 具有20 價電子的滿殼層電子。此外，我們研究了Al7Hn 團簇的結構、穩(wěn)定性和鍵性質。在所有的Al7Hn的最穩(wěn)定結構中，Al7 保持著它的整體形貌，H 原子傾向于吸附單個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