精确尺寸巯基保护贵金属纳米团簇的合成进展

金属纳米团簇作为凝聚态物质的初始形态之一,在金属原子/分子化合物向金属纳米颗粒形成的过程中起着桥梁作用.因其具有量子局限效应,团簇往往表现出特异的光学、催化等性质.近几十年来的研究发现,单个原子的改变会对团簇的几何结构以及电子结构产生显著的影响.同时,精确的结构可以有效地建立结构与性质之间的关系.因此,合成具有精确结构的纳米团簇在近年来受到广泛关注.笔者对巯基保护精确结构金属纳米团簇合成方法的建立以及发展进行了综述.     

Fen(n=2～20)团簇的结构、电子和磁性对大小的依赖

使用紧束缚（TB）多体势和遗传算法（GA），计算了Fen（m=2～20）团簇的基态结构．从优化结构出发，使用自洽的紧束缚3d、4s、4p模型哈密顿，计算了每原子平均磁矩风和向上与向下自旋电子态密度DOS．对小（n≤6）的团簇，Fen的平衡结构非常类似于惰性气体团簇，与硬球堆积相一致．7～12个原子团簇的结构由二十面体的骨架——五角环组成．14～19个原子团簇形成六角环形结构．所计算的所有团簇的风都大于块体值，并随着团簇增大缓慢地非单调性地减小．平均配位数、团簇中局域配位数的分布和spd杂化都是影响电子和磁学特性的重要因素．     

小尺寸Au-Ag合金团簇稳定结构的模拟研究

采用微正则分子动力学方法模拟了原子数N=80的7种Au-Ag合金团簇（按原子数比例不同）,得到团簇势能随温度变化关系．结果表明,降温速度对团簇结构的势能影响很大,冷却速度较慢的情况下,形成的团簇势能较低,结构相对稳定．采用相同的降温速度模拟了N=144的7种Au-Ag合金团簇的这种稳定结构,得出各种原子数比例不同的合金团簇的稳定结构具有一定的相似性．     

C2和C10团簇在金刚石表面吸附结构的研究

用分子动力学方法模拟研究了荷能的Q和E10在金刚石(001)-(2X1)表面的化学吸附过程．主要讨论了团簇大小和入射能量对沉积团簇的结构特性的影响．随着入射能量的增加，C2和E10的沉积结构和自由团簇是不同的．研究结果支持了实验的发现，而且，从原子尺度模拟了沉积机制．     

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．     

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．     

Ga4As4离子团簇的能量和结构畸变

采用全势能线性糕模轨道分子动力学方法（FP-LMTO-MD）,结合中性砷化镓团簇Ga4As4的已有结果,详细研究了Ga4As4离子团簇的能量和几何结构上的畸变．计算结果表明这些结构明显不同于中性团簇的对应结构,存在有较大的结构畸变．在砷化镓团簇中,和砷原子相比,镓原子更容易处在帽原子的位置上．     

二元金属Cu-Ni团簇稳态结构及电子特性的密度泛函研究

采用基于密度泛函理论的DMol团簇计算方法,对二元过渡金属CunNim（3≤n＋m≤6）团簇的各种组分进行了全面的优化计算,通过平均结合能与最高占据轨道与最低未占据轨道能级的能隙计算表征和分析了其结构稳定性,同时计算了所属点群、原子间距、及总自旋磁矩等,分析得出Ni团簇中掺入少量Cu可以增加团簇的稳定性,在中性CunNim团簇中,团簇的对称性和原子间距是决定团簇总自旋磁矩的重要因素。     

过渡金属Ag、Ir和Re搀杂硅半导体团簇的电子结构和性质的理论研究

半导体团簇由于其在微电子工业的应用倍受人们关注;而过渡金属搀杂在半导体Si和Ge材料形成不同于原来材料性质的新材料,因此引起了物理化学界的广泛关注和兴趣～([1-9])。 我们曾对Cr、Mo、W搀杂半导体团簇的电子结构性质进行系统的研究,并得到和总结出了一些有意义     

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。     

用密度泛函方法研究中性小银团簇的几何结构

采用密度泛函的广义梯度近似(GGA)下的BLYP方法,对中性Agn(n=2～12)团簇的几何结构进行了优化,结果表明,Ag2～Ag6团簇为平面结构,从Ag7团簇开始出现三维立体结构,同时发现三角形和畸变的五角双锥为中性银团簇结构的生长基础.     

改变水分子簇的结构及诱发的生物效应研究

概述了水分子簇理论研究的基本状况,以及改变水分子团簇结构的4种方法,包括外加磁场、外加电场、激光辐射以及直接加热法;最后简要介绍了改变水分子团簇结构所诱发的生物效应.     

不同大小的Co和Ni团簇性质的理论计算

在密度泛函理论的基础上 ,对不同大小的三个Ni和三个Co团簇的电子结构进行了全电子、全势场计算 ,得到了团簇的电子结构 .计算结果显示 ,钴、镍团簇的金属性和铁磁性不随团簇大小改变 .由于电荷转移现象 ,钴、镍团簇的最外层原子表现出正离子性 ,且各层原子的自旋磁矩从最外层到里层呈现大小交替变化现象 .团簇单原子平均磁矩随团簇大小的变化与实验结果符合     

Dawson结构多金属含氧酸盐热解性质研究

用变温XRD,变温IR以及TG-DTA等方法,系统地研究了具有Dawson结构的Ym Hn P2 M12 O62·qH2O(Y=K+,NH4+,Cu2+;M=Mo,W)的热解性质,获得了它们较为精确的热分解温度,对其热分解的判断方法提出了一些新的见解.结果表明,以钼为配位原子的Dawson结构钾盐,铵盐,铜盐分别在250℃,210℃,240℃发生了热重排,生成了具有Keggin结构的化合物.以钨为配位原子的钾盐在410℃也有相似的行为,但铵盐和铜盐却没有观察到类似的热重排现象,分别在400℃,450℃直接热分解为WO3.这些结果显示,热重排现象的发生可能与相应的Keggin结构化合物的热稳定性有关.     

知识密集型服务业集群研究述评

本文梳理了国外知识密集型服务业集群的研究成果,点评了知识密集型服务业集群研究的不足,呼吁了对知识密集型服务业集群给予研究的紧迫性。     

铝氢化物Al2Hn(n=1~6)团簇结构与光谱

 采用密度泛函(DFT)中的B3P86方法,在Dunning的相关一致基组cc-PVTZ水平上,对铝氢化物Al₂H_n(n=1~6)团簇的可能几何构型进行优化计算,得出最稳定构型的几何参数、电子结构、振动频率和光谱等性质参数,并给出了最稳定结构的总能量(E_T)、结合能(E_BT)、平均结合能(E_av)、电离势(E_IP)、能隙(E_g)、费米能级(E_F)和氢原子差分吸附能(E_diff)等.结果表明铝氢化物团簇基态稳定结构的电子态分别为:n为奇数为²A,n为偶数为¹A;由于Al原子属于缺电子原子,能与等电子原子H化合,通过氢桥键形成含多中心键的氢化物,本文优化计算发现,铝氢化物团簇最稳定的构型中都存在氢桥键,这是铝氢化物的奇异结构特征.最后分析铝氢化物团簇的平均结合能、电离势、能隙和费米能级等动力学和红外光谱特性,说明Al₂H_n(n=1~6)团簇中Al₂H₆最稳定,H-Al桥键键长比端键更长,最强峰红外光谱强度最大.     

团簇Ti3B2结构稳定性、成键及电子性质

为了解Ti-B体系的性质,采用密度泛函理论中B3LYP的方法对团簇Ti_3B_2的单、三重态进行全参数优化计算和相关频率的计算验证,得出8种稳定构型。对这些稳定构型的结构、成键情况以及电子性质进行分析。其中构型1~((3))的稳定性是所有优化构型中最好的,构型2~((3))和3~((3))互为对映异构体;Ti-B键对团簇Ti_3B_2的稳定性起重要作用;团簇Ti3B2中所有构型的电子都是由Ti原子流向B原子。     

Dawson结构多金属含氧酸盐热解性质研究(英)

用变温XRD,变温IR以及TG-DTA等方法,系统地研究了具有Dawson结构的Y_mH_nP₂M₁₈O₆₂&;#8226;qH₂O（Y=K⁺, NH⁴⁺, Cu²⁺;M=Mo,W）的热解性质,获得了它们较为精确的热分解温度,对其热分解的判断方法提出了一些新的见解.结果表明,以钼为配位原子的Dawson结构钾盐,铵盐,铜盐分别在250 ℃, 210 ℃, 240 ℃ 发生了热重排,生成了具有Keggin结构的化合物.以钨为配位原子的钾盐在410 ℃也有相似的行为,但铵盐和铜盐却没有观察到类似的热重排现象,分别在400 ℃, 450 ℃直接热分解为WO₃.这些结果显示,热重排现象的发生可能与相应的Keggin结构化合物的热稳定性有关.     

TM_nCOT(n+1)层状团簇的结构及其电磁性质

应用密度泛函理论研究了TM-COT(TM:Ti,Zr,Hf;cyclooctatetraene,COT,环辛四烯)层状团簇(TMnCOTn+1,n=1～3),发现这些团簇具有很好的热力学稳定性;团簇的HOMO-LUMO能隙呈现奇偶交替变化的趋势,且TM2COT3团簇的HOMO-LUMO能隙最大,暗示这种团簇的电子结构最稳定.计算得到TMCOT2团簇的结合能最大,除了TiCOT的磁矩为2μB以外,其他所有团簇的磁矩均为0,尤其重要的是,它们的自旋稳定性要比EunCOTn+1好.     

W_n与W_nN(n=1～5)团簇的结构与稳定性

用杂化密度泛函B3LYP方法结合6-311++G**和LANL2DZ赝势基组计算了Wn和WnN(n=1～5)团簇的稳定结构.讨论了纯Wn团簇和N原子掺杂到纯Wn团簇中后团簇构型的变化特点以及随着团簇尺寸的增加团簇结构及物理性质的变化规律.