稀土金属铈掺杂硅团簇CeSi n （n=4-20）结构和性质理论研究

发布时间：2021-05-24 11:20

　　稀土金属掺杂硅团簇不但能提高团簇的光化学反应性和热力学稳定性,而且拥有特殊的光学和磁学性质,能广泛的应用在材料,微电子,环境等领域。通过改变稀土金属掺杂硅团簇的形状及大小可以使其成为理想的新型材料的基本单元,对设计不同用途的新型环境友好型材料具有极其重要的意义。本文采用密度泛函方法系统地研究稀土金属铈掺杂硅中性团簇CeSi_n（n=4-20）和阴离子团簇CeSi_n^-（n=4-20）的基态结构和物理化学性质。对于CeSi_n（n=4-20）中性团簇而言,使用双杂合密度泛函（m PW2PLYP）方法结合aug-cc-p VTZ/ECP基组系统地研究其基态结构和性质。研究结果表明:（1）对于CeSi_n（n=4-20）中性团簇的基态结构来说,当n≤17时,CeSi_n（n=4-20）的基态结构是铈原子取代纯硅团簇Si_n+1中一个硅原子的取代结构;当n=17-19时,基态结构是铈原子连接两个小型硅簇的Ce-连接结构;当n≥20时,基态结构是铈原子被包... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 团簇概述
    1.3 纯硅团簇研究现状
    1.4 稀土金属掺杂硅团簇研究进展
    1.5 本文研究内容及意义
第二章 理论计算方法
    2.1 Hartree-Fock方法
    2.2 Post-Hartree-Fock方法
        2.2.1 组态相互作用(CI)
        2.2.2 耦合簇理论(Coupled cluster)
        2.2.3 多体微扰理论(MPx)
    2.3 密度泛函理论
    2.4 ABC算法
    2.5 本文使用的方法及基组
第三章 CeSi_n(n=4-20)中性团簇结构和性质研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CeSi_n(n=4-20)中性团簇的几何构型
        3.3.2 稳定性
        3.3.3 HOMO-LUMO能隙
        3.3.4 电荷转移和磁性
    3.4 本章小结
第四章 CeSi_n~- (n=4-20)阴离子团簇结构和性质研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 CeSi_n~- (n=4-20)阴离子团簇的几何构型
        4.3.2 模拟光电子能谱
        4.3.3 稳定性
        4.3.4 HOMO-LUMO能隙
        4.3.5 电荷转移和磁性
        4.3.6 化学键分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Probing Structure, Thermochemistry, Electron Affinity and Magnetic Moment of Dysprosium-doped Silicon Clusters DySin（n = 3～10） and Their Anions with Double-hybrid Density Functional Theory[J]. 宁红梅,顾晏松,程琳,杨桔材.  结构化学. 2018(06)
[2]TbSin（n=2-13）团簇的结构、电子及磁学性质（英文）[J]. 白燕枝,赵高峰,沈学锋,孙建敏,王渊旭.  物理化学学报. 2011(01)
[3]原子团簇的稳定结构和幻数[J]. 王广厚.  物理学进展. 2000(01)



本文编号：3204111