AlB+n(n=2～10)团簇结构和红外振动光谱研究.pdf

第40卷第2期 光子学 报 VoI．40No．2 2011 2011年2月 A(：TAPH()T()NICASINI(：A February 1)02—032I-6 文章编号：1004—4213(201 A1B+(规兰2～1 0)团簇结构和红外振动光谱研究* 李莉莎1，刘甫1’2，孙久雨1’2，何金龙1’2，张冯望东1’2，王俊斐2，姜振益2 (1西北大学物理学系，西安710069) (2西北大学现代物理研究所，西安710069) 摘 定性、电子结构和成键特性进行了系统理论研究，得到了Al阱(门=2～10)团簇的最稳定结构．结 果表明，硼原子间容易聚集，铝原子处于整个硼原子集团的外围．与相应中性Al战团簇相比。Al—B 键作用变弱，使正价团簇(行一6和10除外)结构变化较大；对AlB，(以=2～10)和相应中性团簇能 隙的计算分析表明，A1B；团簇的稳定性有所增强，其中AlB，、AIB；和AIB}团簇尤为显著；通过 对最稳定构型红外振动光谱的研究分析表明，硼原子间对称或非对称振动、铝原子不动的振动模式 更容易出现较强谱峰。即硼原子间更容易成键． 关键词：AlB，团簇；密度泛函理论；结构与稳定性；红外振动光谱 中图分类号：0641．1 文献标识码：A 10)[8 0 引言 J团簇结构． 经查阅，目前还没有关于AIB：(行一2～10)团 团簇集成材料制造依赖于寻找到恰当的团簇作 簇性质理论计算研究的报道．为了弄清AIB。(irt一 为结构单元。这种团簇应具有较强的化学稳定性且 2～lO)团簇在失去一个电子后稳定结构的变化规 与吲种材料团簇之间相瓦作用较弱．由于悬挂键的 律。本文在充分考虑自旋多重度基础之上，利用密度 普遍存在．使得纯硼团簇在化学上呈现活性．不适宜 泛函理沦对AIB。+(7／一2～10)团簇的几何结构和电 作为团簇自组装材料的构建单元．这种状况激发人 子结构以及红外振动光谱进行探讨。这对进一步理 们去想办法稳定硼团簇，而最有成效的一个办法就 解Al—B二元混合团簇的性质以及合成新的功能材 是在硼}妇簇中掺入一个金属原子…。由于许多含铝 料都有一定意义． 化合物都有非常优良的化学物理性质‘2-7J，于是想到 将铝原子掺入硼团簇中【8J，这也就要求我们对硼化 1 计算方法 铝团簇分子的物理和化学性质作深入研究．团簇的 采用密度泛函理论进行研究，所有计算都用高 一些物理性质如能级结构、光学性质、磁学性质．以 及热力学性质都呈现从原子特性向块体材料特性转 变的趋势19J． 洽迭代法求解Kohn—Sham方程，优化过程分为三 对于硼团簇．研究工作主要集中在硼的非金属 及金属混合团簇方面．如：纯硼团簇㈠…“、硼化 有可能结构进行初次计算．团簇每个稳定构型对应 2 着势能面上～个局域最小．计算得到的每一个局域 氮【1