铬掺杂硅团簇的结构、稳定性和光电子谱性质研究

采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ-DK//MP2/6-31G(2df,p)和B3LYP/aug-cc-pVTZ基组研究了小尺寸团簇CrSin(n=3~9)及其阴离子的结构、稳定性以及光电子谱。结果表明:中性及其阴离子的基态结构是外嵌结构。由计算得出的解离能可知,在n<5时,CrSin中性结构的稳定性弱于其阴离子结构。在n≥5时,CrSin中性结构中,CrSi5和CrSi8结构的稳定性强于其相邻团簇;CrSin阴离子结构中,CrSi4和CrSi7结构的稳定性弱于其相邻团簇。计算得出的CrSin垂直电子解离能分别为:CrSi3(2.26 eV),CrSi4(3.21 eV),CrSi5(2.72 eV),CrSi6(3.54 eV),CrSi7(2.45 eV),CrSi8(2.71 eV)和CrSi9(2.95 eV)。除CrSi4以外,其他CrSin结构的垂直电子解离能数值与实验值很好符合,平均绝对误差仅为0.073 eV。计算得出的CrSin绝热电子亲和能分别为:CrSi3(2.07 eV),CrSi4(1.95 eV),CrSi5(2.4 eV),CrSi6(2.32 eV),CrSi7(2.38 eV),CrSi8(2.67 eV)和CrSi9(2.63 eV)。除CrSi6以外,其他CrSin结构的绝热电子亲和能与实验值很好符合,平均绝对误差仅为0.09 eV。此外,在PBE1PBE/6-31G(2df,p)水平下模拟了CrSin(n=3~9)阴离子基态结构的光电子光谱,并与报道的实验结果相比较,可以得出该研究得到的基态结构是可靠的。