学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

NbSi_n（n=1～12）、LaSi_n（n=1～6）团簇稳定性和电子结构特性的研究

作　者: 赵普举
导　师: 侯洵；任兆玉
学　校: 西北大学
专　业: 光学
关键词: 结构特性团簇稳定构型稳定性规律稳定结构化学稳定性能隙硅原子物理化学性质金属掺杂
分类号: O471
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 105次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

团簇的微观结构特点和奇异的物理化学性质为新材料的制造和发展开辟了又一条途径。对单组份硅团簇的研究表明:由于“悬挂键”的存在,纯硅团簇的稳定性比较差,而在其中掺入金属原子,可以提高硅团簇的稳定性、并能改善其性质,从而得到新的功能材料。因此,对金属掺杂硅团簇的研究具有非常重要的科学意义和实际应用价值。本文用密度泛函方法对NbSi_n（n=1～12）和LaSi_n（1～6）团簇的稳定性和电子结构特性进行了研究。主要工作概括如下: 1、通过GAUSS软件对NbSi₂（n=1～12）团簇的几何构型和稳定性、电子结构特性进行了研究。结果发现:平面和直线型结构的稳定性比立体结构低,在n/>3以后,各相对最稳定结构都具有低的点群对称性;对最稳定构型分裂能的研究表明,NbSi2、NbSi7、NbSilo、NbSil2团簇有相对较高的热力学稳定性;除了NbSi2外,所有最稳定构型的HOMO-LUMO能隙均大于相同原子数目的纯硅团簇,而NbSi、NbSi4、NbSis、NbSill团簇是其中化学稳定性相对较高的;最稳定构型中,Nb原子的电子净布局在n=1和2时为正值,在n≥3以后为负值,且随着n的增大呈减小趋势,表明在n=3时电子的转移方向发生了改变,并且Nb原子得到的电子越来越多。NbSi_n（n=1～12）团簇的自旋磁矩主要来源于Nb原子的贡献。 2、利用ADF（Amsterdam density function）软件对LaSi₂（n=1～6）团簇进行计算研究,得到了一系列稳定的LaSi_n（n=1～6）团簇构型。这些构型中的最稳定结构和Si_n（n=2-7）团簇的最稳定构型有相似的结构框架,并且稳定性随着自旋多重度的增加而降低:和Si₂（n=3～6）团簇相比,LaSi_n-1团簇的束缚能更高,其中LaSi₂和LaSi₅团簇的分裂能和束缚能相对较大,说明它们有较高的热力学稳定性。LaSi_n（n=1～6）团簇的HOMO-LUMO能隙都在0.3eV和1.5eV之间,并且LaSi_n（n=2～6）团簇的能隙远低于Si_n+1团簇。在n=2、5时,HOMO-LUMO能隙较大,对应着相对较高的化学稳定性,这和热力学稳定性的结果一致。所有最稳定构型中La原子的电子净布局都是正值,并且随着硅原子的增多而增大,表明在LaSi_n（n=1～6）团簇中,电子是从La原子向Si原子转移的。 3、过渡金属Nb和稀土金属La插入Si_n团簇得到的新团簇表现出了截然不同的稳定性规律和电子结构特性。

NbSi_n（n=1～12）、LaSi_n（n=1～6）团簇稳定性和电子结构特性的研究

内容摘要

全文目录

相似论文