掺钌硅原子簇的结构及其稳定性研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,结合6311SDD基组,系统地研究了掺钌硅原子簇RuSi n(n=1~14)的几何结构、稳定性以及电子性质.结果表明,当n>3时,RuSi n的基态由平面结构转为三维立体结构.随着硅原子数由1增长到14,RuSi n原子簇中Ru原子的位置逐渐从原子簇表面转移到原子簇内部.当n=12时,Ru原子完全陷入原子簇结构中,形成一个以Ru为中心的硅笼结构.自然键轨道分析表明RuSi n(n=2~14)的基态结构中都存在三中心键,有利于这些结构的稳定性.此外,RuSi n(n=1~14)原子簇各基态结构的平均结合能、二阶差分能、HOMO-LUMO能隙、电离势、电子亲合势等数据都表明RuSi12的基态结构的稳定性很高.该文研究结果有望对今后有关掺钌硅原子簇的质谱和光电子能谱等研究提供指导和帮助.