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MnGa（M=Cu，Ag，Au；n=1-6）二元合金小团簇的几何结构、稳定性及电子特性的密度泛函研究

2020-12-01阅读(724)

MnGa（M=Cu，Ag，Au；n=1-6）二元合金小团簇的几何结构、稳定性及电子特性的密度泛函研究

论文摘要

含贵金属元素Cu、Ag和Au的合金小团簇在发光、光敏和非线性光学材料等现代材料的探索和应用中起着重要的作用。迄今为止,国内外对含贵金属Cu、Ag和Au与IIIA族元素Ga的二元合金小团簇的研究很少,仅有极少量一些零星的实验报道。本文采用Hartree-Fock（HF）、二阶微扰论（MP2）、耦合簇（CCSD（T））和密度泛函（DFT）B3LYP理论等方法,应用Gaussian98W程序,对贵金属Cu、Ag和Au与金属Ga二元合金小团簇MnGa（M=Cu, Ag, Au; n=1-6）进行了系统的理论研究。首先,利用原子分子反应静力学原理结合群论方法,推导出了M2Ga（M=Cu, Ag, Au）团簇的离解极限和基态的电子态。对二元合金小团簇M2Ga进行几何优化,得到M2Ga基态为弯曲平面型结构,与单元团簇M3（M=Cu, Ag, Au）相似。计算得到合金团簇比单元团簇稳定,其中Au2Ga体系最稳定,分析得到电子相关效应使得团簇更加紧凑、稳定性增强。采用密度泛函（DFT）方法,分别研究了二元合金小团簇MnGa（M=Ag, Cu, Au; n=1-6）的几何结构、电离势、电子亲和能和轨道能隙等,与Mn（M=Ag, Cu, Au; n=2-7）团簇进行了比较。计算结果表明:掺杂Ga原子后的MnGa（M=Ag, Cu, Au; n=1-6）团簇,平均结合能增大,表明掺杂后的合金团簇的稳定性增加;Ag5Ga、Cu5Ga团簇比其它团簇更稳定,具有幻数特性;掺杂团簇MnGa（M=Ag, Cu, Au; n=1-6）的能隙、电离势和电子亲和能都随着n的变化,均有“奇-偶”振荡现象,我们可以根据掺杂前后能隙的变化,选择不同的掺杂方式设计具有一定特性的新材料。本文计算得到MnGa（M=Ag, Cu, Au; n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱图,为实验研究分子的组分和分子的结构提供理论依据。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 团簇的基本知识
  • 1.1.1 团簇的定义
  • 1.1.2 团簇的分类及形状
  • 1.1.3 团簇的主要性质
  • 1.1.4 团簇研究的意义
  • 1.2 团簇物理研究进展
  • 1.3 本课题的研究背景
  • 1.4 本课题的研究目的和主要研究内容
  • 第2章 理论基础和计算方法
  • 2.1 理论基础
  • 2.1.1 分子体系的Schodinger 方程
  • 2.1.2 近似理论
  • 2.1.3 变分原理
  • 2.1.4 基函数
  • 2.2 计算方法
  • 2.2.1 微扰理论方法
  • 2.2.2 耦合方法簇
  • 2.2.3 密度泛函理论
  • 2.3 本章小结
  • 2GA（M=CU, AG, AU）二元合金小团簇的从头算研究'>第3章 M2GA（M=CU, AG, AU）二元合金小团簇的从头算研究
  • 3.1 计算方法和基组
  • 2GA（M=CU, AG, AU）的基电子态与离解极限'>3.2 M2GA（M=CU, AG, AU）的基电子态与离解极限
  • 3.3 几何构型和稳定性
  • 3.4 电子相关效应
  • 3.5 本章小结
  • NGA（M=AG, CU, AU; N=1-6）二元合金小团簇的密度泛函研究'>第4章 MNGA（M=AG, CU, AU; N=1-6）二元合金小团簇的密度泛函研究
  • NGA（N=1-6）二元合金小团簇的结构与性质的密度泛函理论研究'>4.1 AGNGA（N=1-6）二元合金小团簇的结构与性质的密度泛函理论研究
  • 4.1.1 计算方法和基组
  • 4.1.2 计算结果与讨论
  • NGA（N=1-6）二元合金小团簇的结构与性质的密度泛函理论研究'>4.2 CUNGA（N=1-6）二元合金小团簇的结构与性质的密度泛函理论研究
  • 4.2.1 计算方法和基组
  • 4.2.2 计算结果与讨论
  • NGA（N=1-6）二元合金小团簇的结构与性质的密度泛函理论研究'>4.3 AUNGA（N=1-6）二元合金小团簇的结构与性质的密度泛函理论研究
  • 4.3.1 计算方法和基组
  • 4.3.2 计算结果与讨论
  • 4.4 本章小结
  • NGA（M=AG, CU, AU; N=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析'>第5章 MNGA（M=AG, CU, AU; N=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析
  • 5.1 红外光谱的基本知识
  • 5.1.1 红外光线
  • 5.1.2 红外辐射与吸收
  • 5.1.3 红外光谱
  • nGa（n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析'>5.2 AgnGa（n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析
  • nGa（n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析'>5.3 CunGa（n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析
  • nGa（n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析'>5.4 AunGa（n=1-6）二元合金小团簇的红外光谱分析
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间所发表的学术论文

    • 相关论文文献

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