论文部分内容阅读
在过去数十年中,由于在催化、生物及纳米器件等方面的巨大应用潜力,金团簇越来越受到人们的关注,成为目前纳米材料领域的热门课题之一。考虑到掺杂可以改变团簇的结构、电子和催化性质,本文通过第一性原理数值计算研究了掺杂金团簇的几何结构和电子性质。论文共分为以下四章: 我们在第一章中简单介绍了目前关于金团簇和掺杂金团簇的研究现状。 第二章中,我们简述了第一性原理计算的相关知识,介绍了密度泛函理论Kohn-Sham方程及其在实际应用中的求解方法。另外,我们还介绍了贵金属的相对论效应及我们研究中所用的DMOL3软件包。 在第三章,我们研究了掺杂金团簇MnAu20-n-(M=Cu和Na;n=1和2)的结构和电子性质。我们的计算结果表明掺杂CuAu19-和Cu2Au18-的最稳定结构为面心掺杂金字塔结构,但是对Na掺杂情形,相应的基态结构则是内掺杂扁平笼形结构。为了能够和将来的实验作对比,我们作出了基态结构的模拟光电子谱(PES)。面心掺杂的CuAu19-和Cu2Au18-具有大的HOMO-LUMO能隙,表明它们有高的化学稳定性。 我们在第四章中介绍了对于掺杂笼形金团簇MnAu24-n-(M=Ag和Cu;n=1和2)的结构和电子性质的初步研究结果。我们的初步结果表明管状结构在掺杂情况下不再是基态结构。掺杂AgAu23-和CuAu23-的最低能量结构为双层扁平结构,但Ag2Au22-和Cu2Au22-则为双笼内掺杂结构,这一结果说明掺杂原子数目对于掺杂金团簇的结构具有重要的影响。