第7(卷第%期"&&%年%月

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物理学报

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密度泛函理论研究!"!#（!$%—&）团簇的结构、稳定性与电子性质!

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李喜波!）王红艳"）罗江山!）吴卫东!）唐永建!）

（中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳!）

（西南交通大学物理科学与技术学院，成都"）

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（"&&(年!&月!’日收到；"&&(年!!月!$日收到修改稿）

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采用基于密度泛函理论的)*($+,-*.!"!/（0原子采用$.’!!/!基组）方法，对12!0（!3!—%）团簇的几何结

构、能量与稳定性、电子结构性质及其随团簇尺寸的变化趋势进行了研究4随着团簇原子个数的增加，0原子从位于12!团簇结构的边缘转变为占据团簇的内部位置40原子的掺入增加了12!团簇的稳定性，使其能隙升高，并改变了其稳定性及电子结构性质随团簇尺寸变化的规律；含有偶数个12原子的氧化物团簇比其周围邻近的含有奇数个12原子的氧化物团簇具有相对较高的稳定性412!0团簇电离势的理论计算值与实验值符合得较好，而其电子亲和势呈现振荡交替上升的变化趋势；用最大化学硬度规律等方法表征了12!0氧化物团簇的稳定性和电子结构性质4

关键词：12!0团簇，几何结构，电子性质，密度泛函理论

’())：’$5&)，’$5&,，6!!78

最近人们较全面地开展了对金属氧和硫化物团

!E引言

［］

簇的理论和实验研究，比如，,C=D等’采用密度泛

函理论（JKL）广义梯度近似（//G）方法研究了

团簇具有独特的物理和化学性质及潜在的应用价值，从而引起了人们广泛的研究兴趣，而掺杂团簇对主体团簇的结构和电子性质的影响也日益受到人们的关注4非金属掺杂金属团簇的研究最早是对,F+表明特定组分和尺寸0体系的光电离实验研究，

的,F+0团簇具有不寻常的高离解能，混合掺杂团簇的电子壳层结构类似于碱金属团簇；而):"0!和与,:"0!体系表现出幻数不依赖于氧原子的数目，离子掺杂的GH团簇体系相同，光电离后单价离子、

［"］

二价离子幻数相同；,F+0与):+0掺杂体系的这一差别可能源于,F!团簇具有典型的电子壳层结因而有待于进一步构，而):I则为几何壳层结构，

地研究非金属掺杂的金属团簇的性质，包括几何结构，电子结构性质，以及氧原子位于团簇中的位置，金属与氧之间有无电荷转移等等4非金属杂质原子不仅可用于检验金属团簇的壳层结构，还可以用于探讨杂质原子对金属团簇稳定性的影响4

［!］

（""!"%）氧化物团簇的结构生长趋势；):!0"

［］

)H:M@.*NH=O等5采用PK.8*"的方法研究了GQ!1和［7］

团簇的稳定结构；8:RQ9S=H等采GQ!1（"!3!—7）

用#$%!%&%’超软赝势的方法研究了GQ!1（!3"—

［］

硫化物团簇的结构和电子性质；!&）12C9;ST等$用飞行时间质谱仪测定了GU!0V和GU!0"V氧化物团

簇，并用W1JG.8J方法理论研究了它们的结构和稳

［］定性；/HXD?=2Y等6研究了I?50"团簇的结构和电［］子性质；（’S[）方法Z:DU等(采用JKL.)’WZ*+$.’!!/

研究了G<!0（!3"—6）团簇的几何结构性质；WQ

［%］等采用JKL研究了L;!0（!3!—%）团簇的结构和［!&］磁性；葛桂贤等采用JKL研究了8U!0（!!3"—

团簇的结构和电子性质，等等4(）

［］

对于过渡金属12氧化物团簇，Z:DU等!!用激光蒸发沉积法生成了12!0（!37—’$）团簇，并实验研究了它们的光电离效率谱（*\-）和电离势；报道中

（批准号：!&(&5!&!），等离子体物理国防科技重点实验室基金（批准号：和国家重点基础研究发展计%!5&,$(&7&"&(&$）!国家自然科学基金

划项目（批准号："&&6,)(!7!&"）资助的课题4#通讯联系人4-.9:;<：<==>==?@AB:C@@42@942D