1、摘要近年來，團簇物理學(xué)已經(jīng)成為一門集原了分了物理，凝聚態(tài)物理，材料科學(xué)，量了化學(xué), 表面物理，核物理甚至環(huán)境和人氣科學(xué),天體物理和生命科學(xué)等學(xué)科相互交織的一門新學(xué) 科。木文采用密度泛函理論(dft)的雜化密度函數(shù)b3lyp/lanl2dz方法，對 xwalw(x=au,ag,cu;m+n=5)二元團簇可能的幾何結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，預(yù)測t x“ah“(x=au,ag,cu；m+”=5)團簇的可能基態(tài)構(gòu)型,同時計算了基態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)合能、垂直 電離勢、垂直電了親和勢和能隙。結(jié)杲表明au2a13和cu2ai3分了體系的結(jié)合能最大， 結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。關(guān)鍵詞x”al(x=au,ag,cu;m+=5)團簇；密度泛函

2、理論；結(jié)合能；垂直電離勢；垂直電了親和 勢abstractcluster physics has developed to be a new cross-cutting subject of atomic and molecular physics, materials science, nuclear physics and even environmental and atmospheric science. in this paper, the possible geometrical structures of x al m (x = au, ag,cu;m+/2=5) cluster

3、s are optimized by mean of the density-functional theory(dft). the ground state equilibrium geometries and the binding energies of x,?al(x=au,ag>cu;m+n=5) clusters have been calculated. it is shown that the binding energy of au2ai3 and c112ai3 is larger than others, which means that it is more st

4、able. meanwhile, the homo-lumo gaps, the vertical ionizations and vertical electron affinities are investigated in this paper.keywordsx,?al/n(x=au,ag,cu；77?+7?=5)clusters; density-functional theory; binding energies; verticalionizations; vertical electron affinities目錄摘要iabstractii第一章緒論2l1研究背景和意義21.2

5、基本內(nèi)容3第二章計算方法42密度泛函理論4第三章x“ah(x=au,ag,cu"+”=5)團簇的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性研究63.1 i才i簇的基態(tài)構(gòu)型63.2團簇的結(jié)合能83.3垂直電離能、垂直電子親和勢和能隙10結(jié)論15參考文獻16致謝18第一章緒論1.1研究背景和意義近年來，出于各種新型材料的研究與發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)揮了重大作用，而 團簇的生長對材料的研究有著直接的推動與促進作用，因此近年來團簇的物理和化學(xué)性 質(zhì)受到人們越來越多的關(guān)注。團簇的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，能量和穩(wěn)定性的研究對于探討與表面有 關(guān)的現(xiàn)彖，例如表而化學(xué)反應(yīng)、品粒生長和催化劑燒結(jié)等具有現(xiàn)實意義。在實驗方而, 以化學(xué)反應(yīng)為探針研究

6、了多種金屬團簇的結(jié)構(gòu)特征g采用了多種計算方法，女口：從頭 計算法、分子動力學(xué)、小核實渡勢和密度泛函等，對團簇的結(jié)構(gòu)和能量也進行了大量的 研究。這些工作表明，應(yīng)用計算機模擬方法研究貴金屬團簇，尤其是摻雜貴金屬團簇的 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能夠彌補實驗手段的不足，有助于我們更好的了解貴金屬摻雜i才i簇的穩(wěn)定 結(jié)構(gòu)與各種屈性，冇利于進一步對各種性能新型材料的研究?；旌?摻朵團簇，特別是含貴金屬元素銅、銀和金的合金團簇，在團簇作為基兀構(gòu) 造新材料的應(yīng)用中占有重要地位，在發(fā)光、光敏和非線性光學(xué)材料等現(xiàn)代材料的探索和 應(yīng)用中起著重要的作用。從上世紀90年代以來，人們對含貴金屬銅、銀和金(cu, ag, au) 的團

7、簇深感興趣，在理論和實驗上都做了大量的研究先除此z外，人們對貴金屈金、 銀和銅與iiia族元索組成的體系也做了一些研究。如在實驗上，yamada等人采用 時間飛行質(zhì)譜法研究了金屬合金i才i簇mnxm (m=cu, ag; x=a1, in)的幻數(shù)問題；2001 年，thomas等人何分析了 cual；合金團簇的質(zhì)量豐度譜,他們發(fā)現(xiàn)=6、13、19和 23是其幻數(shù)；kumar等人說】用采用丫和電子放射方法制得了 tl/cu合金團簇。在理論 上，rajendra等人研究了 a112m和a113m (m=cu, ag, au)體系的幾何構(gòu)型和能量；國 內(nèi)四川大學(xué)原子與分子物理研究所王紅艷等研究了 a

8、unxin(n+m=4； x=cu, al, y) 混合小團簇的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，以及劉風麗、歐學(xué)東等問研究了 auhal (卄加=5)團簇的 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性。但就我們目前的知識，還沒有發(fā)現(xiàn)對x“a1加(x=au,ag,cu;2+”=5)ih簇體 系的兒何構(gòu)型、穩(wěn)定性的理論研究。1.2基本內(nèi)容本文釆用密度泛涵b3lyp16-,7(becke三參數(shù)交換函數(shù)與lee-yang-parr相關(guān)函數(shù) 組成的朵化dft方法)方法,對x/ial(x=au,ag,cu;/n+h=5)0簇進彳亍理論研究。對au和 a1均采用相對論冇效小核實濾勢lanl2d乙該濾勢是把au原子的19個電子置于價空間 屮，構(gòu)成價殼層5d

9、,06sn內(nèi)殼層5s25p6； a啲原子的3個電子置于價空間屮，構(gòu)成價殼層 3s：3pi和內(nèi)殼層2s22p6；前期工作國采用該方法和懺勢計算aual雙原子分子所得的結(jié)果 與實驗數(shù)據(jù)吻合，因此，本文計算結(jié)果可作為參考數(shù)據(jù)。先對x“a(x=au,ag,cu"+”=5) 團簇可能的空間構(gòu)型進行了幾何優(yōu)化，為了確保得到的結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定構(gòu)型，對優(yōu)化的構(gòu)型 進行了頻率分析。并對團簇的結(jié)合能、垂直電離能、垂直電子親和能和能隙進行了計算, 根據(jù)所得結(jié)果進行比較得出最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即為基態(tài)結(jié)構(gòu)。所有計算均采用gaussiano319 程序進行。第二章計算方法介紹運算程序主耍是采用密度泛函方法，i佃它的基礎(chǔ)是微

10、擾理論和變分法，這章屮就簡 單介紹一卜密度泛函理論。2.1密度泛函理論密度泛函理論dft (density functional theory)方法是通過構(gòu)造電子密度的泛函來 模擬電了相關(guān)效應(yīng)的一種近似方法。dft方法口上世紀六十年代以來有了較大發(fā)展在 局域近似和非局域梯度校正方面已提岀過多種泛函公式，并處理重金屬原子體系以及斕 系和銅系化合物都獲得了成功。dft方法是將電子能量分成動能、電子核吸引能和 coulomb排斥能以及交換相關(guān)項兒部分，并分別進行計算，即電子的能量可分成e = et + ev + ej +exc(2.3.1)其中丘丁為電子運動的動能、e"包括核與電子的吸引勢

11、和核與核的排斥勢、e丿為電子 與電子的排斥勢、exc為交換相關(guān)能和電子與電子相互作用的其余部分。除了核與核的排斥勢外，每一項均可表示為電了密度。的函數(shù)，如e八可表示為(2.3.2)ejef 與電荷分布。的經(jīng)典能量相對應(yīng)，其解析表達式較容易寫出，而是指反對稱波函數(shù)的交換能和單屯子運動的動力學(xué)相關(guān)能。hohenerg和kohn認為exc ft電 子密度所確定，通常可近似認為是僅包括自旋密度。和其可能的梯度的積分，即e xc (p) = f(pa (r ), pp (f), mpa (r), vp/? (r )>3 r(2.3.3)總的電子密度。為q自旋的密度幾和0自旋的密度0“之和。為了寫出

12、其具體的解析表 達式，將分為交換和相關(guān)兩個部分(分別對應(yīng)于相同口旋和混合口旋相互作用)exc(p)=ex(p)+ec(p)(2.3.4)上式屮的三項均為電子密度的泛函，ex(q)和£c(q)兩項分別為交換泛函和相關(guān)泛函， 均由僅與電子密度。有關(guān)的局域(local functionlcs)和與電子密度°及其梯度有關(guān) 的梯度修正泛函(gradient-corrected functionals)組成。1988年becke給岀了基丁局域的交換泛函形式（1 + 6/sinh-1 xf（2.3.5）（2.3.6）其小了是被選擇擬和已知的惰性氣體原子的交換能的參數(shù)，q是了的函數(shù)，x =

13、becke定義其值為0.0042 hartreeo類似地，1991年perdew和wang捉岀了一種相關(guān)泛函的形式:式中,（2.3.7）papp= *c（0,0）+；£）（1 -：°） + be（p，l）-&c（0,0）/°（2.3.8）a）j（i+）（2i/-2其中，©是密度參數(shù)，了是相關(guān)自旋極化。實際上dft方法就是將交換泛函和相關(guān)泛 函聯(lián)合起來計算。gaussian03中經(jīng)常用到的b3lyp方法就是將包含梯度修正的becke交換泛函和包含梯度修正的lee、yang和parr相關(guān)泛函聯(lián)系在一起。局域相關(guān)泛函按 常規(guī)采用vosko、wilk和n

14、usair(vwn)局域自旋密度處理，得到becke三參數(shù)的泛函e 議yp = ej +-%（2.3.9）-elda x ） + cx a£*b88 + e，wn3 +根據(jù)這些泛函形式，用類似與scf方法進行自恰的dft計算；通過調(diào)節(jié)參數(shù)c。、5和 5的值，可以優(yōu)化控制交換能和相關(guān)能修正。近四十年來，dft方法被廣泛應(yīng)用于含 重元素體系、團簇和生物大分子等系統(tǒng)的理論計算。第三章 x. al(x=au? ag9cu;m+n=5 ) 簇的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性研究3團簇的基態(tài)構(gòu)型本文采用gaussian view軟件對x“ag(x=au,ag,cu"+=5)體系的各種平血和立體 的構(gòu)型進

15、行建模，并采用gaussiano3對al5分子存在的幾何構(gòu)型與異構(gòu)體等其它可能的 空間構(gòu)型為模型，用au, ag和cu原子分別替代ai5同分異構(gòu)體的相關(guān)位置，設(shè)計并 對xnal,w(x=au,ag,cu;m+h =5)|才|簇的各種平面及空間可能的構(gòu)型進行兒何優(yōu)化，在所 得的結(jié)果屮，計算了各構(gòu)型的能量和頻率，根據(jù)頻率的計算得出其可能存在的構(gòu)型，并 通過對存在的幾何結(jié)構(gòu)的分了體系能量的比較，預(yù)測了 x“alm(x=au,ag,cu;+n=5)團簇的可能基態(tài)構(gòu)型下面為各二元團簇可能的基態(tài)構(gòu)型au5au4a1a11a14au3a12a15圖1 au“ai “伽+n=5)基態(tài)的幾何構(gòu)型alal原子與c

16、u原子cu4a1cua14cu3ai2a15圖2 cu“al伽+斤=5)基態(tài)的幾何構(gòu)型alal原了與ag原了ag5ag4alag3al2ag2al3agal4ai5圖3 ag”alw(m+n=5)基態(tài)的幾何構(gòu)型曲圖1、圖2和圖3可得知ah、ag5和ai5分子的最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)同為對稱的梯形平 面結(jié)構(gòu)，均屬于c2、，群。aua14分子和cua14分子的穩(wěn)定構(gòu)型均屬于c©群，其空間幾 何結(jié)構(gòu)具有高度對稱性。3.2團簇的結(jié)合能為了研究團簇的相對穩(wěn)定性，圖四給出了 xa1加（x=au, ag,cu;汁=5）團簇基態(tài)結(jié) 構(gòu)的結(jié)合能弘。團簇結(jié)合能的計算公式如下：eb xzial=（ nex+meal

17、- e xnalw）（1）其中ex“a1j ex和ea1分別為基態(tài)結(jié)構(gòu)的xnalm總能量、x和al原子的總能量。表1基態(tài)ag“alm （+加=5）團簇的能量與結(jié)合能clustereag；alj(a.u)n£ag+w£al(a.u)eb ag“al,“(a.u)eb aga擁(ev)ag5-728.984705-728.7934320.1912735.204805ag4al-585.185384-584.9677900.2175945.921036ag3al2-441.360387-441.1421490.2182385.938574ag2al3-297.539816-297

18、.3165070.2233096.076544agal4-153.714439-153.4908660.2235736.083742-9.898835-9.6652240.2336116.356876表2基態(tài)auwalm s+滬5）團簇的能量與結(jié)合能clustereau“al”j(a.u)neau+m£al(a.u)eb auauka.u)eb au.aukev)au5-677.434348677.1989270.2354216.406153au4a1-543.994710-543.6921860.3025248.232100au3ai2-410.531927-410.1854460

19、.3464819.428242au2ai3-276.991727-276.6787050.3130228.517760aua14-143.447799-143.1719650.2758347.505847al5-9.898835-9.6652240.2336116.356876表3基態(tài)cu?jalm （料+加=5）團簇的能竝與結(jié)合能cluster£cualm(a.u)necu+/meal(a.u)eb xnau(a.u)eb x;iau(ev)c115-980.843411-980.5840290.2593827.058149cu4a1-786.679044-786.4002680.

20、2787767.585887cu3ai2-592.502219-592.2165070.2857127.774622cu2ai3-398.303427-398.0327460.2706817.365613cua14-204.103157-203.8489850.2541726.916345al5-9.898835-9.6652240.2336116.356876圖4 x”a 1,”(x=au,ag,cu;/+n=5)基態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)合能分布表1、表2和表3分別給岀了與x/ial(x=au,ag,cu；7n+n=5)|l|簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)合能的相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)向ab單元團簇中取代a1原了摻雜au、ag

21、、cu原了的摻雜程度與團簇結(jié)合能大小的變化規(guī)律作圖4。從圖4可知在aual伽+斤=5)和cunalzw(m+n=5)分子體系中,向ab分子中摻入au原子和cu原子時,a112ai3和cu2a13分了體系基態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)合能最大，結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。同時從圖4中可得知在xhal/m(x=au,ag,cu;/n+/?=5)二元團簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)屮，其穩(wěn)定性排序為：aual伽+=5)> cu“al加o+n=5)>人創(chuàng)人1加(加+斤=5),其中au2a13團簇分了的結(jié)合能最大，說明au2a13團簇分了在x “ a m(x =au,ag,cu;加+“ =5)團簇中的穩(wěn)定性最強。同時口j從圖四中看到i,向a

22、h分子中摻入ag原子的agnag(加+斤=5)團簇屮，其結(jié)合能隨摻入ag原了的多少逐漸減少，即說明在a”逐漸過渡到ag5過程中，其穩(wěn)定性不斷降低，ag5時達到最低。同時向ab分子中摻入au原子和cu原子時，摻雜后的團簇其結(jié)合能都比au5> cu5和a*分子的結(jié)合能大,說明a1與au或cu原了結(jié)合時形成的二元團簇較單元團簇更穩(wěn)定，同時，根據(jù)單元團簇的結(jié)合能的大小，曲圖4可得知單元團簇的穩(wěn)定性為：cu5 >au5>al5>ag5o3.3垂直電離能、垂直電子親和勢和能隙電離勢和電子親和勢是反映團簇穩(wěn)定性的物理量。團簇的電離能piv是指一個屮性 團簇失去一個電了所需的能量，其能

23、量的大小表征團簇失去電了難易程度，同等條件相 比之下電離能越人的團簇，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。電離能可以由中性團簇基態(tài)能量和基態(tài)正一 價陽離子能量之差得到。如果屮性團簇和陽離子保持各自基態(tài)的幾何構(gòu)型，得到的是絕 熱電離勢。如果陽離子采用中性團簇基態(tài)的兒何構(gòu)型,所得到的稱為第一類垂直電離勢。 團簇的親和勢eq是指一個屮性團簇得到一個電子的結(jié)合能，可以通過計算屮性團簇基 態(tài)能量和陰離了基態(tài)能量差得到。如杲中性團簇和陰離了保持各門基態(tài)的幾何構(gòu)型，所 得到的是絕熱親和勢。如果陰離子采用中性團簇基態(tài)的幾何構(gòu)型，所得到的稱為垂直親 和勢eq。垂直電離勢和垂直親和勢eq的定義分別如下：piv=£+ xnam

24、-exfmn(2)eb=ex“ale x“a1(3)式中e+ x”a1j exnam和£ xa1,w分別代表止一價的中性xnmm和負一價 au”alm團簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)的能量。圖五與圖六分別給出了 x “ a1加(x =au,ag,cu;/n+n =5) 團簇基態(tài)結(jié)構(gòu)的垂直親和能與垂直電離能隨團簇摻雜情況的變化情況。表4基態(tài)agalm (“+加=5)團簇的能隙分布clusterhomo(a.u)lumo(a.u)eg agz,alw/(a.u)eg ag“al”j(ev)ag5-0.08823-0.167870.079642.167116ag4al-0.08386-0.171730.08

25、7872.391065ag3al2-0.09929-0.162250.062961.713229ag2a301340-0.158370.044971.223696agal4-0.10767-0.165430.057761.571730ai5-0.12339-0.194060.070671.923029表5基態(tài)au”alm (+尸5)團簇的能隙分布clusterhomo(a.u)lumo(a.u)eg au“alj(a.u)eg au”al“j(cv)au5 0.10150 0.199190.097692.658281au4ai0.12044-0.253140.132703.610952au3a

26、12011622-0.172420.056201.529280au2a13-0.10961-0.178930.069321.886294aua14-0.10798-0.166940.058961.604384al5-0.123390.194060.070671.923029表6基態(tài)cualm (比+加=5)團簇的能隙分布clusterhomo(a.u)lumo(a.u)eg cu“al"j(a.u)比cumalw(ev)cu5-0.07972-0.167360.087642.384807cu4a1-0.07930-0.181190.101892.772569cu3a12-0.0916

27、8-0.156810.065131.772278c u2ai3-0.09895-0.164800.065851.791870cuai4-0.10206-0.168470.066411.807109ai5-0.12339-0.194060.070671.923029圖5 xz,al(x=au,ag,cu;/n+n=5)#態(tài)結(jié)構(gòu)的能隙分布表4、表5、表6分別給出了 xal(x=au,ag,cu;/n+n=5)0簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)的最高 已占據(jù)軌道與最低空軌道能量與能隙的數(shù)據(jù)，曲表中數(shù)據(jù)口j根據(jù)x ”a1加(x = au,ag, cu;加+川=5)基態(tài)團簇分子屮的能隙變化作圖5,由圖5可得lb x a l

28、z/( x = au, ag, cu; 加72 =5)1才|簇基態(tài)結(jié)構(gòu)的最高己占據(jù)軌道與最低空軌道的能隙比隨摻雜程度依次增大 的變化規(guī)律。能隙q反映了電子從山據(jù)軌道向空軌道發(fā)生躍遷的能力，在一定的程度 上代表分了參與化學(xué)反應(yīng)的能力。從圖5可以看出，在x n a lm ( x = au, ag,cu;/n+n =5) 團簇基態(tài)結(jié)構(gòu)與近鄰團簇相比，x4ai團簇的能隙相對較大，分別為3.610952ev> 2.772569ev和2.391065 ev，且其大小的排序為au4al>cu4al>ag4alo同吋，從圖5屮 可得知，在x ” a m (x = au, ag,cu"

29、;+ =5)1才i簇基態(tài)結(jié)構(gòu)中，各二元摻雜i才i簇同時在x4al(x=au,ag,cu)時,能隙達到最大，說明在x “ a lm ( x = au, ag,cu;/n+n =5)團簇基態(tài) 結(jié)構(gòu)屮,x4al(x=au,ag,cu)二元團簇的化學(xué)活性最弱，與近鄰摻雜團簇相比較而言，最 不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；而ag2al3體系的能隙為1.52928 ev,相對較小，說明其化學(xué)活性 較強。表7基態(tài)agnalm (幾+尸5)團簇的垂玄電離勢分布clustere+ ag“al“j (a.u)e ag“al”j (a.u)agz,au(a.u)pw agnalr(ev)ag5-728.758946-728.98

30、47050.2257596.143228ag4al-584.953218-585.1853840.2321666.317572ag3al2-441.140064-441.3603870.22032345.995307ag2al3-297.325079-297.5398160.2147375.843285agai4-153.491200-153.7144390.2232396.074631ai5-9.652566-9.8988350.2462696.701318表8基態(tài)aunalm (n+加=5)團簇的垂直電離勢分布clustere+ au“al“j (a.u)e aumau (a.u)au/z

31、ak(a.u)pw aualr(ev)au5677.156722-677.4343480.2776267.554588au4ai-543.665910-543.9947100.3281008.947101au3a12-410.283018-410.5319270.2489096.773153au2ai3-276.767269-276.9917270.2244586.107810aua14-143.218882-143.4477990.2289176.229146a15-9.652566-9.8988350.2462696.701318表9基態(tài)cu/?alm (n+加=5)團簇的亞直電離勢分布c

32、lustere+ cunalw (a.u)e cunal,n (a.u)pw cunaln,(a.u)piv curtalm(ev)cu5-980.614003-980.8434110.2294086.242512cu4a1-786.439952-786.6790440.2390926.506032cu3ai2-592.287249-592.5022190.2149705.849620cu2a13-398.073144-398.3034270.2302836.266327cua14-203.870923-204.1031560.2322336.319370ai5-9.652566-9.8988

33、350.2462696.701318圖6 x”ax(x=au,ag,cu;+n=5)基態(tài)結(jié)構(gòu)的垂直電離勢表10基態(tài)aalmg+w5)團簇的垂直親和能分布clustere agalw (a.u)e' agnalw (a.u)eq agrtalw(a.u)eq agnal/w(ev)ag5-728.984705-729.0559230.0712181.937930ag4al-585.185384-585.2535700.0681851.855420ag3a】2-441.360387 441.4171010.0567131.543251ag2al3-297.539816-297.590368

34、0.0505521.375577agau-153.714439-153.7712150.0567761.544957ai5-9.898835-9.9700510.0712161.937895表11基態(tài)amalmg+7=5)團簇的垂直親和能分布clustere aunalwj (a.u)e' aualzw (a.u)eq aunalzz,(a.u)eq aunal(ev)au5-677.434348-677.5475900.1132423.081457au4a1-543.994710544133320186223.227865au3a12-410.531927410.6030430.07

35、11161.935174au2a13-276.991727-277.0401410.0484141.317429aua14-143.447799-143.5186250.0708261.927258ai5-9.898835-9.9700510.0712161.937895表12基態(tài)cu?)alm (/7+m=5)|3|簇的垂直親和能分彳jclustere cuwalwl (a.u)cumal (a.u)eq cuak(a.u)eq cu?iau(cv)cu5-980.843411-980.9058590.0624481.699311c114ai-786.679044-786.7435610.0

36、645171.7556111cu3ai2-592.502219-592.5362820.0340630.926918cu2ai3-398.303427-398.3549210.0514941.401210cua14-204.103156-204.1764840.0733281.995352al5-9.898835-9.9700510.0712161.937895圖7 x”al,”(x=au,ag,cu"+n=5)基態(tài)結(jié)構(gòu)的垂直親和能由圖6和圖7可得出在xh alm(x =au,ag,cu;m+« =5)0簇基態(tài)結(jié)構(gòu)中,au4a1的 垂直親和勢與垂直電離勢同時達到峰值，主要是

37、因為au最外殼層電子數(shù)為1, a1最外 殼層電子數(shù)為3,則au4a1的最外殼層為7個電子，容易得到一個電子形成8電子的穩(wěn) 定結(jié)構(gòu)，很難電離失去電了，因而與鄰近的團簇相比，具有cs對稱性au4a1體系的垂 直親和勢與垂直電離勢相對較大。通過以上分析，可以預(yù)測ag4ar和amal團簇具有幻 數(shù)結(jié)構(gòu)。結(jié)論本文采用密度泛函理論，系統(tǒng)的研究了 x n a m ( x =au,ag,cu;m+n =5)團簇的結(jié)構(gòu)和 穩(wěn)定性。通過對ab團簇中分別摻入au、cu和ag原了形成二元混合團簇基態(tài)結(jié)構(gòu)的 結(jié)合能、垂直電離勢和垂直屯子親和勢的分析，得岀如下規(guī)律：(1) 在x “ a1加(x =au,ag,cu&quo

38、t;+ =5)團簇中,向ab團簇中摻雜au和cu原子時, 摻雜i才i簇的結(jié)合能大于單元的al5和au5團簇，此時摻雜使i才i簇的穩(wěn)定性增強。 其屮，au2a13和c112ai3分子體系的結(jié)合能最大，結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。(2) 在 x“ ag( x =au,ag,cu;m+m =5)團簇基態(tài)結(jié)構(gòu)中，au4al cu4ai 和 ag4al 團簇 的垂直電子親和勢和垂直電離能較大，相對較難失去一個屯子形成正一價正離 子，同吋比較容易吸引一個電子形成一價負離子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。(3) 在 x n a lw( x =au,ag,cu;+m =5)ffl簇中，au4ak cgal 和 ag4al 分子體系的能 隙相對

39、較大，英化學(xué)活性學(xué)性相對較弱，而ag2ab的能隙最小，化學(xué)活性較強。參考文獻1j parks e.k.,zhu l.,ho j.,riley s dynamic sine-gordon renormalization of the laplacian roughening transition below two dimensions jj. chcm.phys.，1994,100,7021-7024.2 ho j,zhu l.,parks e.k.,riley s p-wave shape resonances in positronium ionsj j.chem. phys., 1993

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