密度泛函理论对一类团簇结构和电子性质的研究

本文利用密度泛函理论的B3PW91方法,在基组6-311G的水平上对BMgn(n=1-10)团簇的几何结构和电子性质进行了系统的研究。对BMgn和Mgn团簇的基态结构比较发现,B原子的掺杂使Mgn(n=1-10)的团簇结构对称性明显降低,由团簇的平均结合能、二阶能量差分、劈裂能,HOMO-LUMO Gap得出n=9是BMgn(n=1-10)团簇的幻数,并对BMgn和Mgn+1(n=1-10)团簇作了比较。     

第一性原理计算Mg_n（n≤11）团簇的基态结构及稳定性

本文应用第一性原理平面波模守恒赝势方法研究了中性Mgn和一价阴离子Mgn（n=2～11）团簇的几何结构,稳定性和电子性质。结合能计算表明,中性Mgn团簇尺寸依赖的稳定性与电子壳层闭合和几何结构＂闭合＂密切相关。     

密度泛函方法研究NiSin(n=1～6)团簇

目的确定NiSin（n=1-6）团簇的稳定几何结构、Mulliken原子净布居、重叠布居、自然布居、自然电子组态、总能及分裂能，初步探讨Ni-Si成键机制。方法运用杂化密度泛函理论，在（U）B3LYP／LanL2DZ水平上对NiSin（n=1-6）团簇进行计算。结果得到NiSin（n=1-6）团簇的一系列稳定几何结构，以及Mulliken原子净布居、重叠布居、自然布居、自然电子组态、总能及分裂能等。结论计算结果表明在稳定的NiSin（n=1-6）团簇中，电子从Ni向Si转移，并且Ni—Si重叠布局为正，增强团簇的稳定性，分裂能D（n，n-1）中D（2，1）最大，说明NiSi2是NiSin（n=1-6）中最稳定的团簇结构。     

MgPn(n=1～10)团簇的最低能量结构与稳定性的密度泛函研究

利用杂化密度泛函B3LYP方法在6-311G基组水平上对MgPn(n=1～10)团簇进行了几何构型优化和频率分析,得到了各个尺寸团簇的最低能量结构,并对体系的最邻近键长、平均结合能、裂化能、二阶能量差分进行了计算和分析. 结果表明: MgPn(n=1～10)团簇中Mg原子没有嵌入P团簇中,在n≥4时,MgPn(n=1～10)团簇最低能量结构的几何构型可以看作一个Mg原子直接替代纯磷团簇的P原子获得. 在优化得到的最低能量结构的基础上,发现可以用平均结合能和Mg-P间最邻近键长来共同描述MgPn(n=1～10)团簇稳定性的变化,MgPn(n=1～10)团簇在n=2,4具有较高的稳定性. 与纯磷团簇相比,MgPn(n=1～10)团簇的对称性与稳定性都有所降低.     

密度泛函理论研究Mg_nH_2(n=2-12)团簇的结构和电子性质

为了研究Mgn团簇和H2的相互作用机制,采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对Mgn团簇吸附H2的几何构型进行优化,通过能量计算寻找出Mgn团簇和MgnH2团簇的最低能量结构,并计算了对象最低能量结构的平均结合能、二阶能量差分、吸附能、垂直电离势、垂直亲和势和能隙。分析结果表明H2分子的吸附对Mgn团簇的稳定性、成键特性和结构的影响均较小,说明Mgn团簇储氢具有易于吸放的可能性;二阶能量差分和吸附能表明Mg4H2和Mg10H2团簇是比较稳定的。     

（BN）n及SiB（n-1）Nn（n=2-11）稳定结构的研究

利用遗传算法及Gastreich提出的经验势函数,研究了（BN）n（n=2-11）和SiBn-1Nn（n=2-11）团簇的可能稳定结构,对能量较低的异构体在HF/STO-3G水平进行优化,得到了（BN）n（n=2-11）和SiBn-1Nn（n=2-11）团簇稳定结构单环及线状结构,并进一步分析了单环的结构特征及相对稳定性。     

Al_n(n=2～10)团簇结构和性质的密度泛函理论研究

在密度泛函理论框架下,采用广义梯度近似泛函BPW91研究了Al_n(n=2～10)团簇的基态结构,系统计算了平均结合能、能量二阶差分、HOMO-LUMO能隙及Al_n(n=2～10)团簇的磁性,并与已有的相关数据进行了比较.结果表明,Al_n团簇的最稳定结构在原子数为n=6时从平面结构转变为立体结构,Al7团簇较相邻尺寸团簇的稳定性要高,磁性分析得到Al_n团簇的平均每原子磁矩在n=2,4,6时为2μB,当n=1,3,5,7,9时为1μB,与实验结果一致.     

YbSin团簇的几何及电子结构性质相对论密度泛函研究

利用广义梯度近似相对论密度泛函研究具有不同自旋多重度YbSin（n=1-6）团簇的几何和电子结构性质,计算并讨论了总键能、稳定的几何结构,找出了YbSin团簇的一系列稳定结构。结果表明：YbSin（n=1-6）团簇的最稳定结构具有与低能态Sin＋1结构相似的框架。     

Mgn(n=2～7)团簇的几何结构研究

采用密度泛函DFT中的B3LYP方法,选择sdd和6-311+g基组,对Mgn(n=2～7)小团簇的各种可能结构进行优化,得到了它们的基态平衡结构并计算出其原子化能.研究表明:随着团簇尺寸的增大,单个原子的平均原子化能逐渐增大.同时分析了团簇的最高占据轨道与最低空轨道之间形成的能级间隙.计算出了电子亲和能和电离势.最后分析了费米能级、电子亲和能和电离势的变化规律及其原因.     

GenSin（m=1，2；n=1～7）团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）对GenSin（m=1,2;n=1～7）团簇的结构及稳定性进行了研究．在B3LYP／6-311G水平上进行了结构优化和频率分析,得到了各团簇的最低能量结构．对最稳定结构的二阶能量差分、分裂能、成键特性等性质进行了理论研究．结果表明：GemSin团簇的稳定结构与Six（s=m＋n）团簇的结构相似,相同尺寸的混合团簇原子间的成键特性非常相似,这为找到大尺寸的Ge=Si。团簇稳定结构提供了一条有效途径．电荷主要是从Ge原子转移到Si原子.在所研究的团簇中,GeSi3,GeSi6,Ge2Si2,Ge2Si5的结构较稳定．     

AgCI团簇结构的遗传算法研究

利用遗传算法结合经验势研究了（Agcl）n（n=2-15）团簇的稳定结构。结果表明：当n〈6时，（AgCl）。团簇的稳定结构均为平面单环；n≥6时，（AgCl）。团簇的稳定结构均为密堆结构。反映出（AgCl）。团簇成键主要以离子键为主，并具有共价键的特点。（AgCl）n（n=6，9，12）的结构较为稳定。     

应用第一性原理计算Mg_n（n≤11）团簇的基态结构及稳定性

应用第一性原理平面波模守恒赝势方法研究了中性Mgn和一价阴离子Mgn-(n=2～11)团簇的几何结构、稳定性和电子性质。结合能计算表明,中性团簇尺寸依赖的稳定性与电子壳层闭合和几何结构"闭合"密切相关,对中性团簇,增加一个成键电子会使团簇的稳定性增强。     

AlmWn（m＋n=2-6）团簇结构与稳定性的研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,优化了AlmWn（m＋n=2-6）团簇的稳定结构,计算了团簇的电离势,电子亲和能,最高占据轨道能级（HUMO）和最低空轨道能级（LUMO）及二者间的能隙。得出了团簇均为空间立体结构,Al4W2团簇较其他团簇的稳定的结论。     

理论研究不对称团簇(HFBN3)n (n=1-6)的结构和稳定性

采用密度泛函理论方法研究不对称团簇(HFBN3)n (n=1-6)的结构和性质。对于n≥2的团簇,B–Nα键易形成,而B–B和Nα–Nα键不存在。讨论了几何参数随团簇尺寸n的变化规律。通过分析团簇平均结合能和二阶差分值,探讨其相对稳定性,发现团簇(HFBN3)3比其它团簇更稳定。计算IR谱有四个特征区。研究了团簇的热力学性质随温度T以及团簇尺寸n的变化趋势。室温下,由焓变可知单体1形成多聚体（2、3、4、5、6）在热力学上有利。     

CunNi(n=1～9)团簇的密度泛函研究

利用密度泛函理论（DFT）在BLYP水平上对cunNi（n=1～9）团簇进行了结构优化和能量计算。通过计算得到不同异构体的总能以及CunNi（n=1～9）团簇的稳定结构,利用团簇的结合能、二阶能量差分,发现cu,Ni、Cu6Ni、cu8Ni团簇的稳定性较高。     

BmNn和BmNn^＋团簇结构的研究

本文采用密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法,在6-31G（d）水平上对BmNn（m＋n≤5）团簇及其阳离子的几何构型、电子结构进行了理论研究,结果表明：BmNn（m＋n≤5）团簇的基态构型中,BN、B2N、B3N、B2N3,和B3N2均为线形结构,其余均为平面结构;BMNN^＋（m＋n≤5）团簇的基态构型中,BN^＋、B2N2^＋、BN3^＋,B2N3^＋、和B4N^＋均为线形结构,其余均为平面结构。     

平面的BC_nN(n=1～5)团簇的结构和稳定性

在CCSD(T)/6-311+G(d)∥B3LYP/6-311+G(d)理论水平上系统研究了平面BCnN(n=1～5)团簇的几何结构和稳定性。BCnN(n=1～5)团簇的最低能量结构是线形结构。在BCnN(n=1～5)团簇的较低能量结构中,线形结构比环状结构以及含有支链的环状结构在能量上更有利。BCnN(n=1～5)团簇的最低能量结构的平均成键能、成键能增量、垂直电离能和垂直亲和能的研究结果显示,异构体BCN、BC3B和BC5N比它们相邻的团簇更稳定。     

Mg掺杂硅团簇MgSin(n=1~10)的结构和电子性质研究

运用杂化密度泛函B3LYP理论方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对MgSin(n=1~10)多种低能异构体进行优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,并研究MgSin(n=1~10)的结构特点和电子性质.结果表明单个镁原子掺杂硅可得到稳定的二元掺杂团簇.     

Ga9-nAsn（n=0-9）系列团簇能量和稳定性的研究

采用基于第一性原理的ADF程序,对Ga9-nAsn（n=0-9）系列团簇的基态结构、能量、稳定性和电离能等物理性质进行了系统的计算和分析．结果表明,随着n的增加,团簇的结合能将呈线性增加,电离能在5．5和7eV左右波动,亲和能在2．5～3eV波动,电离能明显大于亲和能．在n=5和n=6附近,Ga9-nAsn（n=0-9）团簇的稳定性最高．     

[NH3（H2O）n]^-（n=2—4）团簇结构和电子结合方式研究

采用密度泛函理论B3LYP／6—311＋＋g^＊＊方法对[NH3（H2O）n]^-（n=2—4）团簇的结构和频率进行研究,从而得到[NH3（H2O）n]（n=2—4）团簇的基态结构,得到的结构与SubhaPratihar等的研究一致．同时,文章还研究了水氨团簇的电子束缚方式和偶极矩,结果表明,在n=2时,电子束缚方式为表面束缚,而在n=3,4时,既有表面束缚方式,又有内部束缚方式．