Au_n(n=2～20)团簇的遗传算法和密度泛函方法研究

在遗传算法和Gupta多体势系统地搜索金属团簇初始结构基础上,应用密度泛函理论和基于局域密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)的超软赝势和投影扩充波(PAW)方法分别系统地研究了金属团簇Aun(n≤20)的最稳定构型和电子性质.发现LDA或GGA近似下,最稳定构型存在一定的差异:LDA方法中,Au团簇最稳定构型从Au7处就发生了从二维结构向三维结构的转化,而GGA近似下Au13的最稳定异构体仍然保持平面构型.计算结果表明,平均最近邻距、平均配位数和结合能随着尺寸的增大呈递增趋势,而二阶差分能、费米能级、HOMO-LUMO能隙、垂直电离势和电子亲和势出现了明显的奇偶交替现象.其结果丰富了目前对金团簇的理论和实验的研究.