摻雜鋁團(tuán)簇吸附氧特性的第一性原理研究.pdf

1、團(tuán)簇作為一門(mén)新興學(xué)科，其獨(dú)特的性質(zhì)引起了越來(lái)越多的關(guān)注。通過(guò)對(duì)它的研究有助于我們理解物質(zhì)從微觀到宏觀的過(guò)渡具有重要的意義。鋁團(tuán)簇吸附原子、分子會(huì)引起結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，對(duì)它們的研究有助于更好的了解團(tuán)簇的性質(zhì)。而且團(tuán)簇的吸附機(jī)理將有助于了解表面的吸附行為。
　　 利用密度泛函理論對(duì)X@Al12 (X=C, Si, P+)團(tuán)簇吸附氧原子特性進(jìn)行了研究，分別分析了氧原子在三個(gè)吸附位置(頂位置、橋位置和空位置)的吸附能，HOMO-LOMO

2、能隙和電荷轉(zhuǎn)移等性質(zhì)。通過(guò)Mulliken 布居分析，O 原子都是負(fù)電性的，有大量電荷從X@Al12 轉(zhuǎn)移到向O 原子上面，分析表明在空位時(shí)電荷轉(zhuǎn)移最大。結(jié)果表明對(duì)于C@Al12和Si@Al12, P+@Al12 氧原子更傾向于吸附在空位位置。而且他們?nèi)咴趯?duì)氧的吸附性質(zhì)上比較接近。氧在X@Al12(X=C,Si, P+)的吸附性質(zhì)與13 Al? 有顯著不同。在13 Al?O中O是傾向于以橋位形式吸附在13 Al?上的。
　　

3、我們運(yùn)用密度泛函理論對(duì)具有二十面體結(jié)構(gòu)的X@Al12 (X=Al?, P+, C, Si)團(tuán)簇與O2的相互作用進(jìn)行了研究，其中X@Al12 (X=Al?, P+, C, Si)擁有40個(gè)價(jià)電子。當(dāng)它們分別與O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出顯著不同的反應(yīng)方式。O2在Al13?上的解離吸附強(qiáng)烈的依賴于O2的自旋態(tài)，而對(duì)X@Al12 (X=P+, C, Si)并非如此。
　　 自旋動(dòng)量從O2轉(zhuǎn)移到Al13－比在X@Al12 (X=P+, C,