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【6h】

MGa(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

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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Schr(o)dinger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

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

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

3.3.1几何构型

3.3.2 M2Ga(M=Cu,Ag,Au)团簇的稳定性

3.4电子相关效应

3.5本章小结

第4章MnGa(M=Cu,Ag,Au;n=1-6)二元合金小团簇的密度泛函研究

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

4.2 CunCa(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

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

第5章MnGa(M=Cu,Ag,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

5.2 AgnGa(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

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

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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。 1.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。 2.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,并可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。 3.文中计算得到的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了理论依据。

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