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The stabilities and electronic structures of Al_nSi_(12-n)N_(12) (w = 0, 1, 2, and 4)

机译：Al_nSi_（12-n）N_（12）（w = 0、1、2和4）的稳定性和电子结构

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Al_nSi_(12-n)N_(12) (n = 0, 1, 2, and 4) are electron redundant systems. The calculations show that the stabilities of Al_nSi_(12-n)N_(12) and Al_(12)N_(12) are very close. One Si atom in each Si_2N_2 square protrudes obviously and the cages are distorted. The excess electrons reside at the outside of the protrudent Si atoms as lone pair electrons. They occupy antibonding orbitals and form the highest occupied band. The Si-N bonds are covalent bonds with strong polarity. The overlap integral is 0.38 per Si-N bond and is 17% stronger than the overlap in Al_(12)Ni_2. The atoms in molecule charge on the in-plane and protrudent Si atoms are 3.13e and 1.65e, respectively. The lone pair electrons form large local dipole moments enhance the electrostatic interaction between the protrudent Si and N atoms. The energy gaps of the electron redundant cages Al_nSi_(12-n)N_(12) (n = 0, 1, 2, and 4) are about 1 eV smaller than the gap of Al_(12)Ni_2. As the lone pair electrons are loosely bond, the SiN-based cages have large hyper-polarizabilities and so have potential applications, such as nonlinear optical materials.
机译：Al_nSi_（12-n）N_（12）（n = 0、1、2和4）是电子冗余系统。计算表明，Al_nSi_（12-n）N_（12）和Al_（12）N_（12）的稳定性非常接近。每个Si_2N_2正方形中一个Si原子明显突出，并且笼形畸变。多余的电子以孤对电子的形式存在于突出的Si原子的外部。它们占据反键轨道，并形成最高的占据带。 Si-N键是具有强极性的共价键。每个Si-N键的重叠积分为0.38，比Al_（12）Ni_2中的重叠强度高17％。平面内和突出的Si原子上的分子电荷原子分别为3.13e和1.65e。孤对电子形成较大的局部偶极矩，从而增强了突出的Si和N原子之间的静电相互作用。电子冗余笼Al_nSi_（12-n）N_（12）（n = 0、1、2和4）的能隙比Al_（12）Ni_2的能隙小约1 eV。由于孤对电子是松散结合的，基于SiN的笼子具有较大的超极化率，因此具有潜在的应用，例如非线性光学材料。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2016年第2期|241-249|共9页
  • 作者

    Huihui Yang; Hongshan Chen;

  • 作者单位

    College of Physics and Electronic Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China;

    College of Physics and Electronic Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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