金团簇结构和电子性质的密度泛函研究(英文)

采用密度泛函理论,研究了Aun(2≤n≤10)团簇的最优结构和电子性质.采用各种不同的拓扑结构进行优化,计算结果显示最优结构都是二维的;在得到的最优结构基础上,进一步研究了其电子性质.结合能的二阶差分,费米能和能隙都显示了奇偶谐振效应.具有偶数个原子的金团簇要比奇数个原子的金团簇稳定,这与金团簇中的电子配对紧密相关.

ScB_2的高压结构和电子性质的密度泛函计算（英文）

本论文用广义梯度近似(GGA)密度泛函方法研究了具有AlB_2结构的ScB2从0GPa到100GPa高压下的结构和电子性质.在0GPa下的结果与现有实验和理论数据相符.获得的结构性质的压强依赖性显示出ScB2的结构受压强的影响很小.另外还计算了高压下ScB_2电子的态密度和部分态密度.我们发现高压强明显的改变了电子态密度分布的轮廓,并且还发现费米能级附近的态密度随着压强的升高而减小,表明高压下ScB2电子杂化轨道能量在下降.

In_nN(n=1～13)团簇的几何结构和电子性质

利用密度泛函理论中的广义梯度近似（GGA）系统研究了In_nN（n=1-13）团簇的几何构型,稳定性,电子性质。结果表明,In_nN团簇n=1-2是线性的,n=3-5是平面形的,而n=6-13则是三维结构。通过分析In_nN团簇的二阶能量差分可以看到,最大的峰值出现在n=3、7、9处,说明这些团簇的稳定性较近邻的其它团簇要高,这与平均结合能的变化情况所得结论是一致的。通过Mulliken布居分析发现,小的In_nN团簇具有些许的离子性。In_nN团簇的最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道之间的能隙,垂直电离势及电子亲和势都表现出奇偶振荡行为。总之,垂直电离势随团簇尺寸的增加而减小,电子亲和势随团簇尺寸的增加而增大。

氧掺杂(9,0)型BC_2N纳米管的电子结构与性质

基于密度泛函理论的第一性原理方法,对单个氧原子(O)化学置换掺杂在锯齿形(zigzag)(9,0)BC2N NTs进行了研究。结果显示O掺杂在B位(OB)和第二个C位(OCII)时,结构发生很明显的形变;而在ON和OCI掺杂BC2N纳米管的情况下,产生的形变几乎可以忽略。形成能的研究结果表明,ON掺杂的体系在B-rich的条件下是最为稳定的。OB掺杂(9,0)BC2N NTs的电子能带结构表明其显示受体的性质,而ON掺杂(9,0)BC2NNTs的导带位于Fermi能级处显示金属的性质。对于OC掺杂(9,0)BC2N NTs的情况,OCI和OCII掺杂(9,0)BC2NNTs分别为间接带隙半导体和直接带隙半导体。

富勒烯衍生物C60(CF3)n(n=2,4,6,10)几何结构和电子性质变化规律的密度泛函研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对C60(CF3)n(n=2,4,6,10)几何结构和电子性质的变化规律进行了计算研究.发现在C60(CF3)4可能稳定存在的三种同分异构体中,具有p-p-p加成方式的衍生物热力学性质最为稳定;在C60(CF3)6可能稳定存在的三种同分异构体中,具有p-p-p-m-p加成方式的衍生物热力学性质最为稳定.对C60(CF3)2,C60(CF3)4,C60(CF3)6和C60(CF3)10四种加成衍生物的几何结构分析可知:随着CF3加成个数的增加,C60中的C—C平均键长逐渐变大,笼子与CF3之间连接键CC60—CCF3逐渐变大.对它们的电子结构分析可知,随着CF3加成数目的增多,反应热几乎是线性增加.而C60(CF3)n(n=2,4,6,10)分子的平均反应热在n=6处为极大值,说明C60(CF3)6应该是最容易得到的加成产物.由Mulliken电荷可知,加成的CF3个数越多,CF3与笼子的相互作用也就越强,每个CF3转移到笼子上电荷数也就越多.C60(CF3)n的自旋聚居数分布表明它们均为闭壳层结构.最后,从CF3对分子的前线轨道贡献可知,四种分子的得电子情况和失电子情况均发生在碳笼本身,并不随着CF3个数的增加而发生明显的改变.

第一性原理对Cd_nSe_n(11≤n≤16)和Cd_(15)Se_(16)Ag纳米团簇电子性质研究

由于自身电子性质的可协调性,镉硫族半导体尤其是掺杂的纳米半导体团簇吸引了广泛关注.采用密度泛函理论的方法对Cd_nSe_n(11≤n≤16)和Cd_(15)Se_(16)Ag稳定结构进行了模拟研究分析.考虑到Ag原子掺杂在Cd_(16)Se_(16)纳米团簇中位置的不同,主要讨论了两种可能的掺杂位(S_1,S_2).基于此,详细地分析了Cd_(15)Se_(16)AgS_1和Cd_(15)Se_(16)AgS_2团簇的几何结构和电子性质.Ag原子的掺杂改变了其自身的对称群和大小,而Ag原子掺杂位置的不同也被重点关注.此外,详细分析了结合能、带隙、态密度和电荷密度分布.结果表明掺杂后引入了一个新的能级,该能级被称为受主能级.介于价带和导带间的受主能级电荷密度的贡献主要来自于Se原子的p轨道和Ag原子的d轨道.这些说明了Ag原子掺杂和掺杂位置是两个影响着团簇电子性质的重要原因.

L1_2型铝合金的结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

运用第一性原理方法研究了L12型铝合金相Al3Sc和Al3Zr的晶体结构、电子结构和弹性.结合能和形成能的计算表明,两种合金具有较强的合金化能力,且Al3Zr较Al3Sc具有更强的结构稳定性.电子结构分析表明,费米能级以下较多的价电子数决定了Al3Zr具有较强的结构稳定性.计算并分析比较了两种合金相的单晶弹性常数(C11,C12和C44)以及多晶弹性模量(体弹性模量B、剪切模量G、杨氏模量Y、泊松比ν和各向异性因子A).通过对比实验和其他理论计算结果,进一步分析和解释了两种合金相的力学性质.

过渡金属单氧化物光催化剂的研究进展

目的概述过渡金属单氧化物(FeO,CoO和NiO)光催化剂的研究进展,旨在从机理层面上更好地认识这类催化剂,使之为工业生产和生活服务。方法参考国内外相关文献32篇,对过渡金属单氧化物(FeO,CoO和NiO)光催化剂的研究进展进行综述。结果从FeO,CoO,NiO及其掺杂物的结构、电子性质和其光催化性质几方面入手,对前人的研究工作进行了简要概述,并指出了其中存在的一些问题。结论过渡金属单氧化物(FeO,CoO和NiO)作为一类重要的光催化剂,有化学性质稳定、低成本、无毒等优点,但是由于其禁带宽度较大,对光的利用率低;催化剂很容易发生团聚,导致表面积降低而失活;对其催化机理的研究有待进一步深入。