利用团簇的各向异性实现Te 团簇薄膜的自组装

在实验观察到的Te团簇薄膜有序生长模式的基础上 ,用Monte Carlo方法模拟了具有各向异性的团簇在衬底上的生长行为 .发现由于团簇的各向异性 ,将导致团簇在局部范围内的平行取向排列 ,形成畴结构 .畴的大小L(t)与退火速率和衬底温度有关 ,并得到该体系下的一个熔点Tm.这一研究表明 ,可以利用团簇的各向异性实现和控制团簇薄膜的自组装     

铜团簇束在硅上碰撞沉积的薄膜形貌和方块电阻

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Cu_n~-(n是簇原子个数)团簇束,当团簇束分别在偏压V_α为0,1,3,5,10kV的电场中加速后,在真空中,沉积在室温下的P-si(111)衬底上,获得Cu/P-Si(111)薄膜样品。用AFM分析表明:当V_α(?)3kV时,团簇束成膜,膜表面的粗糙度比常规磁控溅射小,且随V_α增加,粗糙度减小。用四探针测薄膜方块电阻,经归一化后可知:团簇束沉积,当V_α(?)3kV时,薄膜方块电阻大于常规磁控溅射的方块电阻,当V_α(?)5kV时薄膜方块电阻已小于常规磁控溅射方块电阻;对于团簇束沉积,薄膜方块电阻随沉积偏压V_α的增加而减小。     

室温电化学制备的SrWO_4多晶膜的团簇生长实验研究

采用室温恒电流电化学技术,在含Sr2 的碱性溶液中制备出了结晶良好的、形貌可控的Sr WO4多晶膜,研究了电流密度、电极间距和衬底的处理方式,对Sr WO4多晶膜的团簇生长的影响及产生的原因.SEM分析表明,在不同的条件下,多晶膜的团簇生长行为也会有所不同.实验结果表明电流密度是影响沉积膜形貌的最主要因素,当它降到0.05mA/cm2时团簇会消失,Sr WO4多晶膜呈现层状或近层状生长;电极间距也是影响沉积膜形貌的主要因素,当它达到4.5cm时团簇已经基本消失;衬底的粗糙程度也会影响沉积膜形貌,但相对于电流密度和电极间距来说,影响的程度要小得多.作者认为,生长团簇的出现是由于材料的结构特性、晶体生长的物理化学条件等综合因素的影响而产生的.     

直接激光气化形成氧化钙团簇及团簇的质子…

用直接激光气化和飞行时间质谱探测方法研究了ＣａＯ，ＣａＣＯ３，Ｃａ（ＯＨ）２等不同固体样品形成团簇的动力过程，结果发现：除了「Ｃａ（ＣａＯ２）ｎ」和「（ＣａＯ）ｎ」团簇之外，还出现了强丰度的「Ｈ（ＣａＯ）ｎ」及显著的「Ｈ（ＣａＯ）ｎ（Ｈ２Ｏ）ｍ」团簇系列，质谱丰度分布公及氧化钙族质化和溶剂化反应的明显特征表明，氧化钙团簇的形成过程应采取ＮａＣｌ型立方结构的增长途径。     

纳米团簇淀积过程的分形聚集特征

采用惰性气体凝聚法获得非金属团簇淀积体。透射电子显微分析及动力学模拟结果表明：纳米团簇淀积体的生长、聚集过程对构成团簇的原子的热力学性质、团簇制备中的蒸发率和惰性气体气压及淀积温度等参数极为敏感。在团簇的淀积体中，随生长条件不同，将会出现不同的聚集结构。因此可在一定程度上定量控制团簇淀积体的聚集状态，获得特定的纳米结构图案。     

Fe团簇在Fe（110）表面上扩散和结构稳定性的分子动力学研究

采用嵌入原子势和分子动力学方法研究了Fe的小团簇（小于10个原子）在Fe（110）表面上的结构稳定性和扩散特性.计算结果表明体心立方结构的Fe表面,四原子和七原子团簇有较高的转变能和扩散势垒,说明这两种团簇比其他原子团簇更稳定和容易观测到.这两种团簇可能是薄膜生长过程中的临界晶核.研究了三聚体的旋转扩散和团簇扩散过程中二聚体剪切机制,发现二聚体扩散可能是Fe的小团簇在Fe（110）表面扩散的一种重要扩散方式.     

TiO2团簇的离散变分—Xα研究

利用离散变分－Ｘα（ＤＶ－Ｘα）方法计算了不同大小ＴｉＯ２团簇模型的电子能级，并与实验结果进行了比较；给出了不同团族的计算结果，并据此分析了各团簇的电子结构特征。结果显示：随着团簇增大，其电子能级的计算结果向能带理论的计算结果接近，而小团簇模型则更适合于研究原子之间的键合性质。     

支撑团簇结构收缩效应的研究

利用磁控溅射与液氮冷凝相结合的方法，分别在方华膜及金膜上制备了Ｃｕ、ＺｎＯ等团族样品；并对样品的微观结构进行了ＴＥＭ／ＥＤ观察。结果表明，当Ｃｕ团簇的直径为２ｎｍ时，它表现为非晶结构；而当其直径大于８ｎｍ时，则表现为晶体结构。具有晶体结构的Ｃｕ团簇晶格常数随其大小的不同，表现出不同程度的收缩效应，与块材相比，最大收缩量达到了５％。随着尺寸的变化，ＺｎＯ团簇也表现出了一定的晶格收缩，观察到的最大收缩量为７％。     

CuCl团簇组装薄膜的荧光红移现象

利用气相蒸发技术成功的制备了两个ＣｕＣｌ团簇薄膜样品．ＣｕＣｌ团簇被沉积到单晶Ｓｉ和石英衬底上,然后覆盖一层ＮａＣｌ以防氧化．通过透射电镜和选区衍射观察得知,两个样品主要由ＣｕＣｌ纳米晶和少量的Ｃｕ聚集体构成,其中ＣｕＣｌ纳米晶的直径分别约为３ｎｍ和６ｎｍ;通过室温下测得的光吸收和荧光光谱,发现ＣｕＣｌ激子吸收峰并未出现,而荧光峰向低能方向移动,这可能是激子声子强相互作用引起的结果．在７７Ｋ温度观察到由激子声子耦合而展宽的荧光峰,其峰值近似与量子限制模型的计算结果一致,同时观察到来自陷阱态的宽峰．通过比较３００Ｋ温度下激子荧光峰的展宽和红移量,发现团簇尺寸小的薄膜样品（３ｎｍ）中激子声子相互作用更强,这与理论预测定性一致     

碳团簇奇偶性研究

用Ｈｃｋｅｌ－Ｈｕｂｂａｒｄ理论，考虑多电子体系的组态相互作用，计算出线性碳原子和离子团簇（Ｃｎ，）的π电子体系能量Ｅｎ。两相邻团簇的能量差△Ｅｎ＝｜Ｅｎ－Ｅｎ－１｜与ｎ的关系显示出与实验相符合的奇偶性质，从而揭示出碳团簇的奇偶性与该类团簇的π电子体系有关。     

小AI-Ni合金团簇的结构

本文选用了基于紧束缚模型的Gupta多体势，采用遗传算法研究了团簇的原子数目为13和19以及21的Al—Ni混合团基的基态构形。将Al团簇中的一个或多个Al原子替换成Ni原子，Aln团簇的基态构形转化为象Ni团蔟一样规则的，具有高对称性的结构。当替换的Ni原子数目增加时，混合团簇会形成一些复杂结构。     

AuCu团簇分子动力学研究

根据D-B的嵌入原子法(EAM), 结合Johnson 双体势和Murrell多体势,对AuCu 团簇结构进行了分子动力学模拟.研究表明EAM 势函数可较好地描述非晶态合金体系.非晶态团簇形成中以多面体方式生长,无序态(采用二十面体及十面体结构)比有序态更稳定.     

铜团簇的结构和动力学性质

采用分子动力学方法和Ｍｏｒｓｅ相互作用势研究金属团簇Ｃｕｎ的结构和性质，给出不同尺寸团簇的基态结构。当团簇缓慢加热时，具有不同结构和对称性的团簇呈现不同的蒸发过程。从径向分布函数计算出平均最近邻距离随着团簇尺寸的增加而减少。     

碱金属离子对SDS-PEG软团簇形成边界的影响及其在软团簇上的缔合量

采用超滤法和原子吸收分光光度法对外加碱金属(锂、钠或钾)硫酸盐的十二烷基硫酸钠一聚乙二醇软团簇体系进行研究，实验结果表明，其超滤曲线与表面张力曲线相似，也存在双拐点(c1和c2)，且c1随外加电解质浓度增加而降低，c2随外加电解质浓度增加而增加，因而软团簇形成的边界随外加电解质浓度增加而变宽，表明十二烷基硫酸钠与聚乙二醇间具有更显著的团簇化作用，外加碱金属(锂或钾)离子在软团簇上的缔合量与软团簇中表面活性离子含量之比随该金属离子的浓度增加而增加，在相同外加碱离子浓度下，钾离子在软团簇上的缔合量大于锂离子在软团簇上的缔合量，这是由于锂水合离子半径较钾水合离子半径大的缘故。     

Ⅱ～Ⅵ族半导体团簇的第一性原理研究

本文介绍了Ⅱ～Ⅵ族半导体团簇或量子点CdSe、CdS、HgTe、CdTe目前国内外理论方面的研究进展,主要阐述了应用第一性原理方法对这几种团簇研究情况,如在原子数小于22时基态结构的特点及结合能和能隙对尺寸的变化关系等。并指出CdSe、CdS、HgTe、CdTe等团簇潜在的应用价值。     

钕团簇的原子结构研究

利用莫比乌斯反演对势和遗传算法获得了钕团簇NdN(N=3~20)的基态原子结构,给出了钕团簇的对称性,结合能以及最近邻原子间距.计算结果表明,具有Id对称性的Nd13团簇结构上最为稳定,Nd7团簇的对称性比Nd11高,但Nd11在结构上比Nd7更稳定,表明高对称性的团簇并不总是比低对称性的团簇稳定.     

GaAs团簇的理论研究进展及趋势

原子团簇因为其奇异的物理和化学性质,成为国际上最热门的研究对象之一,而理论计算半导体团簇的基态结构是团簇研究的热点.在此简要介绍团簇的概念、研究团簇的意义以及GaAs团簇的研究进展,进一步指出GaAs团簇研究的方向.     

密度泛函理论研究CrnB和Crn团簇

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对CrnB和Crn团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率和电子性质进行了计算。结果表明,CrnB团簇的最低能量结构可以通过B原子代替相应的Crn＋1团簇中的Cr原子生长而成。除了局域的结构畸变,CrnB和Crn＋1团簇具有相似的几何结构。二阶能量差分和分裂能表明Cr4,Cr6,Cr8,Cr3B,Cr5B和Cr8B是稳定的团簇。通过电子性质的分析发现B原子的掺杂提高了纯团簇的稳定性。当B原子掺杂在Crn中,团簇的稳定性主要由几何结构决定;B原子的掺杂没有改变cr原子的耦合方式,但是打破了Cr原子的对称性。对于大多数团簇来说,B原子掺杂提高了Crn的磁矩。     

Si团簇的结构特性研究

采用由M．Menon等人的非正交紧束缚模型，结合遗传算法和分子动力学方法，对n=2-20的中小尺寸Si团簇的结构进行了优化，计算了团簇的束缚能Eb、平均配位数CN，裂化能Efrag，总能的二阶差分△2E，HOMO和LUMO的能隙Eg，得出了随着团簇尺寸的增加，构型发生了近球形-长椭球形-近球形的转变、n=4，7，10等团簇具有较强稳定性，团簇中原子之间共价键性结合占支配地位等主要结论。所得的主要结论与已有的从头计算和实验结果相一致。     

团簇及表面反应动力学研究

在许多能源相关的化学过程中,化学反应是在具有催化功能的界面或者团簇分子表面上发生的。要弄清团簇和催化表面的反应机理,在原子分子层次上研究团簇以及表面相关的化学反应过程是非常必要的。该研究目标是建立质谱与红外光解离光谱以及光电子能谱相结合的实验研究方法,通过对选质量金属及金属氧化物等团簇的气相反应动力学研究,获得团簇反应的尺寸效应、价态、几何和电子结构等对反应活性和机理的影响,阐明团簇反应的机理和规律;发展和利用表面光电子能谱和光电子显微镜技术,结合第一性理论计算方法和分子动力学模拟等理论方法,通过对金属氧化物表面的几何结构和电子结构以及表面团簇反应的研究,获得表面反应的机理和动力学。该研究选质量过渡金属氧化物团簇的光谱和结构研究。利用质谱、红外光解离光谱等实验方法获得选质量团簇的振动光谱等信息,结合理论计算,获得团簇的结构和成键特性。设计并建立基于质谱和红外光解离光谱联用技术的选质量团簇与小分子反应的实验装置。通过对不同大小的金属氧化物团簇的研究,获得团簇尺寸对其结构、稳定性和成键特性的影响等。在表面反应动力学实验研究方面,开展了氧化物/金属反转催化体系表面结构及反应的动态研究。