摻雜鋁團簇吸附氧特性的第一性原理研究.pdf

1、團簇作為一門新興學(xué)科，其獨特的性質(zhì)引起了越來越多的關(guān)注。通過對它的研究有助于我們理解物質(zhì)從微觀到宏觀的過渡具有重要的意義。鋁團簇吸附原子、分子會引起結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，對它們的研究有助于更好的了解團簇的性質(zhì)。而且團簇的吸附機理將有助于了解表面的吸附行為。
　　 利用密度泛函理論對X@Al12 (X=C, Si, P+)團簇吸附氧原子特性進行了研究，分別分析了氧原子在三個吸附位置(頂位置、橋位置和空位置)的吸附能，HOMO-LOMO

2、能隙和電荷轉(zhuǎn)移等性質(zhì)。通過Mulliken 布居分析，O 原子都是負電性的，有大量電荷從X@Al12 轉(zhuǎn)移到向O 原子上面，分析表明在空位時電荷轉(zhuǎn)移最大。結(jié)果表明對于C@Al12和Si@Al12, P+@Al12 氧原子更傾向于吸附在空位位置。而且他們?nèi)咴趯ρ醯奈叫再|(zhì)上比較接近。氧在X@Al12(X=C,Si, P+)的吸附性質(zhì)與13 Al? 有顯著不同。在13 Al?O中O是傾向于以橋位形式吸附在13 Al?上的。
　　

3、我們運用密度泛函理論對具有二十面體結(jié)構(gòu)的X@Al12 (X=Al?, P+, C, Si)團簇與O2的相互作用進行了研究，其中X@Al12 (X=Al?, P+, C, Si)擁有40個價電子。當它們分別與O2發(fā)生反應(yīng)時，表現(xiàn)出顯著不同的反應(yīng)方式。O2在Al13?上的解離吸附強烈的依賴于O2的自旋態(tài)，而對X@Al12 (X=P+, C, Si)并非如此。
　　 自旋動量從O2轉(zhuǎn)移到Al13－比在X@Al12 (X=P+, C,