鈷團簇、金團簇和硅納米線的第一性原理研究.pdf

1、本文采用第一性原理計算的方法研究了鈷團簇、Au團簇的結(jié)構(gòu)和硅納米線的摻雜,探討了納米結(jié)構(gòu)和電子行為的關(guān)系。具體內(nèi)容包括以下部分:
　　第一章介紹了第一性原理計算方法。包括密度泛函的理論基礎(chǔ)、贗勢方法以及VASP程序中求解Kohn-Sham方程使用的平面波方法和變分使用的兩種優(yōu)化方法。
　　第二章研究了Co13～Co23的結(jié)構(gòu)。我們提出一種具有塊體堆積方式的層狀結(jié)構(gòu)類型。相比以前被廣泛接受的基于正二十面體的結(jié)構(gòu),層狀結(jié)構(gòu)具有更

2、高的穩(wěn)定性,也由于較低的密堆程度而有更強的自發(fā)磁化。層狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和絕熱離化能都與光電子譜實驗的信息吻合。這表明Co團簇在尺寸很小的時候就已經(jīng)形成了塊體結(jié)構(gòu)。計算表明,磁性是層狀結(jié)構(gòu)獲得較高穩(wěn)定性的原因。
　　第三章研究了含有50多個原子的Au團簇的結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn),較大尺寸Au團簇的結(jié)構(gòu)依然受到相對論效應(yīng)的強烈影響,表現(xiàn)為sd雜化引起的表面鍵長的收縮。這一效應(yīng)導(dǎo)致了Au55及更大尺寸的團簇不能保持對稱性較高的結(jié)構(gòu),而變?yōu)闊o序結(jié)

3、構(gòu)。其中Au58的近球形無序結(jié)構(gòu)是一個特別穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),成為后續(xù)結(jié)構(gòu)生長的基礎(chǔ)。這得到了光電子譜實驗和第一性原理計算的證實。利用相對論效應(yīng)引起的表面收縮,我們改變團簇內(nèi)部和表面的原子數(shù)量,發(fā)現(xiàn)了Au58的更加穩(wěn)定的雙空心殼層結(jié)構(gòu)?；谶@種結(jié)構(gòu)我們討論了Au團簇結(jié)構(gòu)向塊體的演化。
　　第四章研究了Li原子在Si納米線中的摻雜,表明了尺寸效應(yīng)對摻雜趨勢的影響并探討了其機理。我們發(fā)現(xiàn)較大尺寸的Si納米線可以穩(wěn)定的容納Li原子,而較小尺寸的