密度泛函理论研究BeSin(n=1-12)团簇的结构、稳定性与电子性质

计算物理 ›› 2013, Vol. 30 ›› Issue (5): 766-774.

密度泛函理论研究BeSi_n(n=1-12)团簇的结构、稳定性与电子性质

张帅¹, 仲志国², 包代小¹, 李根全¹, 卢成¹

1. 南阳师范学院物理与电子工程学院, 南阳 473061;
2. 南阳师范学院分析测试中心, 南阳 473061

收稿日期:2012-11-08 修回日期:2013-03-20 出版日期:2013-09-25 发布日期:2013-09-25
作者简介:张帅(1978-),男,硕i,讲师,主要从事团簇电子结构研究,E-mail:cug_zhang@163.com
基金资助:
河南省自然科学基金(2011B140015,2010B140012);河南省高等学校青年骨干教师资助计划(2012GGJS-152)资助项目

Density Functional Theory Study of Geometry, Stability and Electronic Properties of BeSi_n(n=1-12) Clusters

ZHANG Shuai¹, ZHONG Zhiguo², BAO Daixiao¹, LI Genquan¹, LU Cheng¹

1. Physics and Electronic Engineering College, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, China;
2. Analytical and Testing Center, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, China

Received:2012-11-08 Revised:2013-03-20 Online:2013-09-25 Published:2013-09-25

摘要/Abstract

摘要： 运用密度泛函理论(DFT),考虑多种初始构型下的自旋多重态,在B3LYP/6-311G基组水平上研究BeSi_n(n=1-12)团簇的平衡几何结构、电子性质、振动光谱与极化率.结果表明:BeSi_n团簇在基态附近有许多能量非常接近的同分异构体,且BeSi_n团簇的基态结构绝大多数为立体结构.n=1时,体系的基态为自旋三重态,n≥2时,则为单重态.铍原子的掺入使得主团簇的电子性质发生了明显的变化,掺杂使得体系的化学稳定性降低.BeSi₃,BeSi₅,BeSi₇与BeSi₉是幻数结构.团簇中原子间的成键相互作用随n的增大而增强.

关键词: BeSi_n团簇, 几何结构, 密度泛函理论, 电子性质, 振动光谱

Abstract: Geometrical structures, stability, electronic properties, vibrational spectrum and polarizations of BeSi_n(n=1-12) clusters are investigated with density functional theory (DFT) at B3LYP/6-311G level. It indicates that there are many isomers with extremely close energies near the ground state. The most stable structures of BeSi_n clusters favor three-dimensional structures as n≥4. At n=1 spin multiplicity of the ground state structure of BeSi_n cluster is triplet while it is singlet as n≥2. Electronic properties of host clusters change obviously due to encapsulation of Be atom. Doping of Be atom reduce chemical stability of pure Si clusters, n=3, 5, 7 and 9 are magic numbers.

Key words: BeSi_n clusters, geometrical structures, DFT, electronic properties, vibrational spectrum

中图分类号:

O641

张帅, 仲志国, 包代小, 李根全, 卢成. 密度泛函理论研究BeSi_n(n=1-12)团簇的结构、稳定性与电子性质[J]. 计算物理, 2013, 30(5): 766-774.

ZHANG Shuai, ZHONG Zhiguo, BAO Daixiao, LI Genquan, LU Cheng. Density Functional Theory Study of Geometry, Stability and Electronic Properties of BeSi_n(n=1-12) Clusters[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2013, 30(5): 766-774.

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