Al_（13）中性正负离子团簇的理论研究

采用第一性原理的全势能线性Muffin-Tin轨道组合分子动力学方法对Al13,Al13＋,Al13-团簇进行了理论计算。得到了Al13,Al13＋,Al13-团簇的基态结构及其一系列的亚稳态结构。Al13和Al13-的基态结构是略有畸变的二十面体,而Al13＋的基态结构是Al13的一个亚稳态结构。发现Al13-基态结构的态密度与试验的结果符合的很好。对这些结构的能量,键长和最高占据态与最低占据态的能量间隔做了讨论。     

Al3团簇及其表面锂原子吸附的理论研究

基于密度泛函理论（DFT）,分别对Al3和Al3Li团簇可能的几种结构进行优化和频率分析,随后对所获得的结构分别采用 Becke三参数混合泛函（B3LYP）方法和耦合簇理论CCSD（T）方法计算单点能。计算结果表明：Li原子位于Al3团簇表面桥位时,能量最高;位于顶位时,能量次之;位于洞位时团簇最稳定。结合频率分析,进一步对Li原子在Al3团簇表面的扩散行为进行了研究。研究表明,位于桥位的Li原子可能通过顶位这一过渡态向Al3团簇中心位置扩散,从而形成稳定的结构。与Al3团簇相比,Al3Li（Li原子位于洞位时）团簇中,Li原子的吸附使得Al-Al原子之间的键长增加了;铝原子也由原来的电中性转变为带负电了。     

Al3团簇及其表面锂原子吸附的理论研究

基于密度泛函理论（DFT）,分别对Al3和Al3Li团簇可能的几种结构进行优化和频率分析,随后对所获得的结构分别采用 Becke三参数混合泛函（B3LYP）方法和耦合簇理论CCSD（T）方法计算单点能。计算结果表明：Li原子位于Al3团簇表面桥位时,能量最高;位于顶位时,能量次之;位于洞位时团簇最稳定。结合频率分析,进一步对Li原子在Al3团簇表面的扩散行为进行了研究。研究表明,位于桥位的Li原子可能通过顶位这一过渡态向Al3团簇中心位置扩散,从而形成稳定的结构。与Al3团簇相比,Al3Li（Li原子位于洞位时）团簇中,Li原子的吸附使得Al-Al原子之间的键长增加了;铝原子也由原来的电中性转变为带负电了。     

Al_(12)Pb团簇几何构形对其稳定性的影响

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)研究20面体Al12Pb团簇的几何构形和稳定性,计算了束缚能(BE)、电子亲合能、原子间平衡间距、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)间的能隙和最高占据轨道(HOMO)电子构型.此外,还计算了团簇的原子相互作用能.结果表明:具有C5v对称性团簇Al12Pb的束缚能比具有Ih对称性团簇Al12Pb的束缚能更低,稳定性更好;计算数据与实验结果相符合.     

小Al-Ni合金团簇的结构

本文连用了基于紧束鳟模型的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混合团簇的基态构形.将Al团簇中的一个或多个Al原子替其成Ni原子,Aln团簇的基态构形转化为象Ni团簇一样规则的,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.     

Yn(n=2-8)小团簇的结构与稳定性研究

采用密度泛函DFT中的B3LYP方法,选择LANL2DZ基组,优化并得到了Yn（n=2-8）小团簇的基态平衡结构,计算出了团簇的原子化能.结果表明,钇原子之间形成团簇最稳定的结构是倾向于平均配位数最大,十分类似于惰性元素的“软球模型”;团簇的平均原子化能随团簇的增大而增加.     

第一性原理研究Au_n(n=2-11)团簇的结构和稳定性

从第一性原理出发,利用密度泛函理论中广义梯度近似对Aun(n=2-11)团簇进行了结构优化、能量和振动频率分析,得到了金团簇最低能量结构及亚稳态结构.计算结果表明,Aun(n=2-11)团簇的基态结构均为平面结构,Aun可通过Aun-1边戴帽一个原子生长而得,归咎于相对论效应引起的sd杂化.综合Aun团簇基态的平均结合能、离解能及二阶能量差分可知,n为偶数的Aun团簇的稳定性相对较高,并且Au6团簇的稳定性在所有团簇中是最突出的.     

团簇Ti_3BP的结构稳定性及成键分析

为了解Ti-B-P体系的性质,使用密度泛函理论中B3LYP/Lan12方法对设计出的20种可能构型进行优化,得到6种稳定构型,三重态和单重态构型各3种。Ti-Ti键和Ti-B键存在一定的拮抗作用,Ti-P和B-P键之间存在明显的拮抗作用。不同键型对不同构型作用不同,B-P键在1(3)、1(1)、3(1)这三种构型中成反键,对构型稳定性不利,而在构型2(3)、3(3)、2(1)中,B-P键对团簇的稳定作用较Ti-P键强。重态对构型空间结构和键长键级都有影响,B-P键对三重态的稳定性贡献较大。Ti-P键和Ti-B键是团簇Ti3BP稳定性的主要贡献者。     

带电对Ga7As7团簇基态结构的影响

采用全势能线性Muffin-tin轨道分子动力学计算方法(FP-LMTO-MD),对中性砷化镓Ga7As7团簇基态结构带电后在能量和几何结构上的变化进行研究.计算结果表明,随着电离程度的增加,团簇结构上的畸变更加明显,并且正离子团簇将比负离子团簇更快地失去稳定性.     

BmN2(m=2-9)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对BmN2(m=2-9)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算.结果表明,BmN2团簇基态结构m≤3时为N原子插入B-B键中形成的线状结构;m>3时为N原子插入Bm环中或Bm环上B-B键边桥配位形成的环状结构.通过对基态结构的能量分析,得到了BmN2(m=2-9)团簇的稳定性信息.     

Al7和Al13团簇的原子特性

采用密度泛函理论研究Al7和Al13团簇的原子特性.分析它们的离化势、电子亲和势、得失电子的能力,与碱金属(Li,Na,K,Rb)和卤素原子(F,Cl,Br,I)之间的结合能和电荷转移等参数.Al7团簇的性质与Li原子比较类似,它可以被看作是类Li的超原子.而Al13团簇则表现出比较复杂的性质,其具有比较好的得电子能力,但氧化能力弱于典型的卤素原子,同时失去电子的能力也比较强,很容易被氧化,它的性质与卤素原子差别比较大,不能被简单地看成"超卤素原子".     

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．     

中等正离子硅团簇的稳定结构及结构演变

用全势能线性muffin-tin轨道分子动力学（FP-LMTO-MD）方法与单亲基因进化算法相结合,对正离子Si11-30团簇的几何结构和电子结构进行了研究。对于正离子Si11-20团簇,结果与以前报道的相一致,但发现了一些与基态结构几乎一样稳定的同质异构体结构。特别是用上述方法找到了正离子Si21-30团簇的基态结构。尽管这些基态结构很可能与中性团簇的不同,但是它们大部分与中性团簇一样含有三帽三棱柱（TTP）子单元结构。当n〈25时,正离子团簇的长形结构比球状结构稳定,当n=25时,致密的球形结构比长形结构稳定,但当n=26和27时,球形结构与长形结构的稳定性发生逆转,而结构真正转化的大小发生在n=28。     

Ga12－nAs n（n＝0～12）系列团簇基态结构及稳定性的研究

在基于第一性原理的ADF程序平台上,对Ga12－n Asn （n＝0～12）系列团簇的基态结构、能量、能隙、电离能和亲和势等物理性质进行了随机筛选和精确计算．对结果的分析表明,随着 n的增加,团簇的总能量几乎呈线性下降,电离能从5．9eV上升到7．3eV,亲和能在2．0～2．7eV之间波动,电离能比亲和能大,HO‐MO‐LUMO能隙从0．6 eV上升到2．2 eV ,并在 n＝4～9之间,呈现明显的奇偶性振荡,与能量的二阶差分所显示的相一致,表明在 n＝3、5、11处团簇将具有较高的稳定性．     

Sin团簇的平面结构和稳定性

用全势能Muffin-Tin轨道分子动力学方法(Full-potential Linear-muffin-tin-orbital Molecular-dy-namics,i.e.,FP-LMTO-MD)发现一系列由简单的三角形构成的二维硅团簇的平面结构.笔者已经对这些平面Sin团簇(n≤20)的结构和能量进行了计算.虽然它们的结合能与三维结构相比普遍较小,但却有不同的特性.当其中的原子被人为拉开一定平面距离,再次结构最优化后,发现这些原子又会回到平面内,这表明这些二维结构在平面附近一定厚度内是稳定的,不同的结构有不同的对应厚度.这些平面结构采用三角形网状结构是为了减少悬挂键的数目.     

用遗传算法研究复合团簇（Ag）x（Rh）n—x的基态能和结构

应用遗传算法并结合紧束缚二级矩近似势对复合团簇（Ａｇ）ｘ（Ｒｈ）ｎ－ｘ的基态能和基态结构进行了研究,计算结果显示：随着Ｒｈ原子掺杂比例的增大,复合团簇（Ａｇ）ｘ（Ｒｈ）ｎ－ｘ的基态能量呈现上升趋势,并且其基态结构都是二十面体基础上的微扰。     

微波对水分子团簇结构影响的探究

研究了水的团簇结构及其经微波辐照后对其结构所产生的影响,得出了微波能够较好地改变水分子的团簇结构,使其较大的分子团变小的结论.另外,阐述了经微波作用后水的特殊性质和水所具有的功能.     

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。     

AlnN+m(n+m=2～5)团簇的结构与稳定性

用自洽场理论 (HF)在 STO- 3G水平上对 Aln N+m(n+m=2～ 5)团簇的几何构型进行优化和频率计算 .通过对得到的各团簇基态结构的键型、键长以及键角等几何参数进行的分析和讨论表明 Al- N键为主要键型 .对其系统的能量和原子化能的比较和研究发现 ,Al N+m (m>1 )基态结构均为多重度较高的电子态对应的结构 ;在相同原子数时 Aln N+结构最稳定 .     

Al29团簇的几何和电子结构的理论计算研究

采用第一性原理的全势能线性Muffin--Tin轨道组合分子动力学方法对Al29团簇进行了理论计算。得到了Al29团簇的基态结构及其一系列的亚稳态结构。对这些结构的能量，键长和最高占据态与最低占据态的能量间隔做了讨论。并且得到了基态结构的态密度。