鋁硫和鋁氧二元團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性研究.pdf

1、近來年，隨著團(tuán)簇研究的不斷深入，摻雜團(tuán)簇的研究引起了人們的廣泛關(guān)注。由于雜原子的摻入使得團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)發(fā)生了明顯的變化，因此，人們期望從理論上揭示摻雜團(tuán)簇的形成機(jī)理和穩(wěn)定性規(guī)律，為制備出具有新性能和應(yīng)用性的材料提供理論基礎(chǔ)與指導(dǎo)。
　　 本論文中，采用密度泛函理論，在B3LYP/6-311G**水平上對AlnSm(n=1-10，m=1，2)團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論計算。討論了Al-S二元混合團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，以

2、及電荷轉(zhuǎn)移與分子軌道。結(jié)果表明，AlnS(n＞1)團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)都是在相應(yīng)的Aln團(tuán)簇不同位置上結(jié)合1個S原子得到的。AlnS2團(tuán)簇基態(tài)結(jié)構(gòu)在n＜6時為2個較小的AlxS(x＜n)分子碎片通過共用Al原子相互結(jié)合，n≥6時為2個S原子與Al簇相結(jié)合形成的。分子成鍵軌道主要是Al原子的s和p軌道同S原子的p軌道組成。通過對基態(tài)結(jié)構(gòu)的能量分析，AlnS(n=1-10)團(tuán)簇，n為偶數(shù)的團(tuán)簇比n為奇數(shù)的穩(wěn)定。AlnS2團(tuán)簇在n≤6的范圍內(nèi)，n為

3、偶數(shù)的團(tuán)簇較穩(wěn)定；n＞6以后，n為奇數(shù)9的團(tuán)簇穩(wěn)定性較好。
　　 采用密度泛函理論對AlnS±(n=1-10)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，n≤3的AlnS±團(tuán)簇基態(tài)結(jié)構(gòu)分別以線狀或面狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，n＞3的AlnS±基態(tài)結(jié)構(gòu)大多為S原子與相應(yīng)的Aln團(tuán)簇相互結(jié)合形成的立體結(jié)構(gòu)。通過能隙和能量二次差分值等的計算發(fā)現(xiàn)AlnS+(n=2，3，9)和AlnS-(n=1，5，8)團(tuán)簇具有較高的穩(wěn)定性。
　　 采用密度泛

4、函理論在B3LYP/6-311G(2d)水平上對AlnO±(n=2-10)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性進(jìn)行了理論研究。對團(tuán)簇幾何結(jié)構(gòu)的能量，振動頻率，解離能及能量二次差分值進(jìn)行分析。結(jié)果表明，O原子趨于插入到Al原子之間或者吸附到Al簇的表面形成Aln-1OAl的結(jié)構(gòu)形式。AlnO±(n＞1)團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)大多是1個較小的Al2O或Al3O分子碎片通過Al原子與Al簇相結(jié)合形成的。所得結(jié)構(gòu)中Al原子多為3或4配位，O原子多為2或3配位。能量分析得