二氧化硅負(fù)離子幻數(shù)團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及增長機(jī)理的研究.pdf

1、團(tuán)簇是構(gòu)成納米材料的基本單元，對其幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)成為新材料微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要課題。硅氧化物的廣泛應(yīng)用以及相應(yīng)納米材料的特殊性質(zhì)，使得人們對硅氧團(tuán)簇研究產(chǎn)生了濃厚興趣。在過去十幾年里，硅氧團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)已經(jīng)有了大量的理論研究，一方面驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，另一方面也為實(shí)驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)。本論文在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過密度泛函理論(DFT)中的B3LYP方法結(jié)合不同的基組對二氧化硅離子團(tuán)簇進(jìn)行了理論研究。全文主要分以下三個(gè)部分：

2、 Ⅰ.(SiO2)nX-離子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的理論研究主要研究(SiO2)nX-(n=1～5X=，O，OH)離子團(tuán)簇的三類典型結(jié)構(gòu)(三元環(huán)結(jié)構(gòu)、二元環(huán)鏈狀結(jié)構(gòu)和四面體籠狀結(jié)構(gòu))。本章利用密度泛函理論B3LYP結(jié)合基組6-311+G*的方法對離子團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、平均結(jié)合能、能隙以及拉普拉斯電荷密度進(jìn)行了分析。并推測幻數(shù)團(tuán)簇(SiO2)4O2H3-的形成可能依賴于(SiO2)4OH-的結(jié)構(gòu)。 Ⅱ.中性幻數(shù)團(tuán)簇(SiO2)8O2H4結(jié)

3、構(gòu)的密度泛函理論研究主要研究了中性幻數(shù)團(tuán)簇(SiO2)8O2H4的七種代表性結(jié)構(gòu)。用密度泛函理論的B3LYP方法結(jié)合6-31+G**基組結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，并對各種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。得出雙籠結(jié)構(gòu)和立方籠結(jié)構(gòu)為能量相對較低的兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)型，而能隙結(jié)果進(jìn)一步表明，這兩種結(jié)構(gòu)容易反應(yīng)形成較大的團(tuán)簇類型。 Ⅲ.離子團(tuán)簇(SiO2)4O2H3-到(SiO2)8O2H3-的生長機(jī)制研究主要對離子團(tuán)簇(SiO2)nO2H3-(n=4～8)提出