3d、4d過渡金屬摻雜純硼團簇的結構及電子性質的密度泛函理論研究.pdf

1、本文利用基于密度泛函理論的第一性原理量子化學方法研究了3d、4d過渡金屬摻雜在純硼團簇中的結構及電子性質。其主要內容如下： 第一部分簡要介紹了團簇的一些基本情況。首先，簡單介紹了團簇研究的范疇及意義，淺談一下團簇研究的應用與發(fā)展前景，接著介紹了有關團簇的一些基本概念，最后，概括了本文在團簇研究中所做的工作和意義。 接下來我們簡單介紹了密度泛函理論的基本框架及其發(fā)展過程。量子化學的發(fā)展是密度泛函理論產生的歷史背景。首先，介

2、紹了密度泛函理論的發(fā)展過程，從Thomas-Fermi模型，到Hohenberg-Kohn定理，再到Kohn-Sham方程，直到最近的對密度泛函理論的各種修正，包括局域密度近似和廣義梯度近似。在這一章的最后，我們簡要介紹了本文所使用的模擬軟件-MS.Dmol<'3>軟件。 最后，我們利用MS.Dmol<'3>軟件對MB<,n>(M=cr、Mn、 Fe、Co、Ni n≤7)和MB<,n>(M=Y、Zr、 Nb、Mo、 Ru n≤1

3、0)團簇的幾何結構、電子性質和磁性進行了計算。具體的研究發(fā)現，在n≤7范圍內，我們所得MB<,n>(M=Y、zr、Nb、Mo、Ru n≤7)團簇的構型和MB<,n>(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni n≤7)團簇的計算結構一致，但是有關團簇的磁矩的結果略有差異。在MB<,n>團簇中，電荷是從過渡金屬原子轉移到B原子上。通過對過渡金屬原子和B原子磁性的分析表明，對于CrB<,n>，MnB<,n>，和FeB<,n>團簇來說，源于過渡金屬原子

4、的自旋極化方向和源于B原子周圍的自旋極化方向取向相反，它們之間存在反鐵磁耦合；與之相反，在CoBn<,n>和NiB<,n>團簇中，Co原子和Ni原子與B原子之間存在順鐵磁耦合。MB<,n>(M=Y、Zr、Nb、Mo、Ru n≤10)團簇中過渡金屬原子的磁矩總體上是小于團簇的總磁矩的(ZrB<,3>、NbB<,2>、MoB<,2>、MoB<,7>、RuB和RuB<,5>除外)，這一點與我們前面計算關于MB．(M=Cr、Mn、Fe)團簇磁矩