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团簇广泛存在于自然界和人类实践活动中。对团簇的研究,不仅可以对原子分子物理学与凝聚态物理学有着深远的意义,更会促进理论物理、计算物理和量子力学的发展。
团簇的几何结构和稳定性研究,是进一步认识大尺度团簇分子及固体材料自身变化规律的基础。目前,实验上还无法直接测量含三个及三个以上原子团簇的基态结构,所以通过理论计算获取团簇的基态结构信息显得尤为重要。
本文采用量子力学方法,应用Gaussian03W程序,首先对TiX(X=N,P,As,Sb,Bi)双原子分子结构进行了计算和研究,并利用Murrell-Sorbie函数拟合出了解析势能函数,并计算出光谱参数和力常数。通过计算该分子体系的键长、频率、能量,得出该分子体系的结合能、电离能、电子亲和能,进一步研究该分子体系的稳定性和化学活性。结果显示TiN的分子结构最稳定,TiP的化学活性最弱,TiN的化学活性最强。考虑到TiSbn团簇在实际应用领域已经有了一定的应用,且国内外对其研究较少,所以我们对TiSbn(n=1~6)团簇进行了系统的理论研究,计算得到了团簇的稳定结构,确定了团簇的基态结构,同时给出了团簇的平均结合能、二阶差分,结果表明TiSb5的稳定性最强。