团簇M_(2)B^(-)_(20)(M=Li,Na,K)几何结构和特性的第一性原理研究

结合卡利普索结构预测程序和密度泛函理论的第一性原理计算,详细研究了M_(2)(M=Li,Na,K)掺杂B^(-)_(20)团簇体系的几何结构、电子、热力学和光谱特性.结构分析表明,碱金属原子的掺杂完全改变了原B^(-)_(20)团簇几何结构.Li_(2)B^(-)_(20)和Na_(2)B^(-)_(20)团簇的全局极小结构拥有相似几何构型,结构由一个管(两个B_(9)环包含两个B)和管异侧的两个M原子构成.K_(2)B^(-)_(20)团簇的全局极小结构为高对称性的管状结构,掺杂的两个K原子分居两个B10环构成管的两侧.基于上述全局极小结构,分析了体系的电子特性(电荷转移和磁性)和热力学特性(定容热容和标准熵).最后,基于Multiwfn程序,拟合出了体系的光电子能谱、红外和拉曼光谱.本文工作为M_(2)B^(-)_(20)(M=Li,Na,K)团簇的实验和理论研究提供了指导和帮助.