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本文采用遗传算法(GA)与密度泛函理论(DFT)相结合的理论方法,对中等尺度的铝团簇Aln (n = 27-40)的几何结构进行了全局搜索和研究,并且结合相关的实验结果,对铝团簇Aln (n = 2-40)的稳定性和电子性质等方面进行了系统的分析,我们得出以下主要结论:(1)中等尺度铝团簇Al27– Al40的稳定结构是具有层错的fcc堆积结构。我们的研究发现Al27– Al40都具有类似的堆积模式,这种模式的铝团簇结构是以一个(111)面为基底,分别以基底的上下两个方向以fcc模式堆积而成,我们也称之为双向fcc堆积。该堆积模式也可以看作是由两个fcc体片段组成的双向体结构。其中,Al27和Al28是共享一个基底的五层双四面体结构,Al29-Al32为三层的fcc堆积结构,当铝原子数达到Al33– Al35时,生长模式转变为四层原子的堆积,而到Al36– Al40时,又转变为五层原子的堆积。Aln (n = 33– 40)是在Al33的结构基础上衍生出来的一系列结构。并且,从Al23开始铝团簇已经呈现出了fcc的堆积趋势。(2)对铝团簇Aln (n = 2 - 40)的相对稳定性进行了系统的分析,其中包括结合能、二次差分能、HOMO-LUMO能隙的分析研究。研究结果表明Al13、Al20、Al23和Al36与它们相邻的铝团簇相比具有更好的能量稳定性和反应稳定性。而Al7的结合能大,但能隙相对较小。表明Al7的热化学稳定性好,但化学反应活性比较大。(3)对Aln (n = 2 - 40)团簇的解离能和解离通道进行了详细的计算研究。结果表明中性Aln团簇最主要的解离产物是一个Al原子;在Al+n团簇中,对于尺度较大的Al+n,最主要的解离产物是Al+n-1;而对于较小的Al+n,最主要的解离产物是Al+。我们计算得到的解离能和解离行为的结果与实验观测相一致。(4)计算研究了Al2– Al40团簇的绝热电离势(IP)。研究结果表明Al6、Al8、Al13、Al17、Al20、Al28、Al34和Al36比其它相邻的铝团簇具有更高的IP值。铝团簇的电离势在尺寸较小时峰值较突出,尤其是尺寸n=3?6时,比其它尺寸铝团簇的电离势高0.5eV以上。其结果与实验观测相符合。