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第24卷 哈尔滨师范大学自然科学学报 Vo1．24，No．1 2008 第J期 NATURAL SCIENCES JOURNAL OF HARBIN NORMAL UNIVERSITY Cun Ga(n=1—3)二元合金小团簇结构和 稳定性的密度泛函研究木 张风云 刘凤丽一 (黑龙江大学) 【摘要】 采用密度泛函理论(DFr)在B3LYP／LANIJ2Dz水平上对cu ca(n=1 — 3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化，预测了各团簇的稳定结构．并 对基态结构进行了研究，计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道．眦ata级以 及两者间的能隙．结果表明Cu Ga(n=l一3)团簇不易失去电子，掺杂Ca原子后使 得团簇更稳定，其中Cu Ca团簇稳定性较强，化学活性较弱． 关键词：Cu Ga(n=1—3)团簇；密度泛函(B3LYP)；平均结合能；能隙；稳定 性 现掺杂的新团簇表现出许多不同于纯的金属团簇 0 引言 的特性、如，在实验上，Yamada等人 采用飞行 团簇是指几个乃至上千个原子、分子或离子 时间质谱法研究了金属合金团簇M x (M=Cu， 通过一定的物理或化学结合力组成的相对稳定的 Ag；X=A1，In．)的幻数问题，oWim等人 研究利 微观或亚微观聚集体¨ ．其性质不同于单个原 用双激光溅射不同金属靶，制得了Au x (X= Al，In，Y，Cu)二元团簇，并采用质谱技术研究了 子、分子，也不同于固体或液体．它是各种物质由 其稳定效应．实验上，V．E．Bondybey等人 采 原子、分子向体相物质转变的中间过渡态，它的很 用激光蒸发技术得到了双原子分子CuGa和 多新的物理、化学现象日益引起人们的关注．近年 Culn．但对于Cu Ga(n=1—3)二元合金小团簇结 来，贵金属元素铜被广泛应用于电子器件设计和 构和稳定性的研究还未见报道． 微电子学中，在发光、催化和非线性光学材料等现 笔者采用密度泛函(B3LYP)方法及小核实 代材料的探索和应用中起着重要的作用并具有相 赝势和相应的基组，对二元合金小团簇cu Ga(n 当广泛的应用前景 ．从上世纪9O年代以来，人 = 1—3)进行几何优化，得到其基态结构并分析 们对含贵金属铜、银和金 (cu，Ag，Au)的团簇 其稳定性．这对进一步深人探讨含贵金属元素铜、 深感兴趣，在理论和实验上都做了大量的研 银和金的混合团簇提供理论参考，为新材料的制 究 ．4 J．除此之外，人们对贵金属金、银和铜与IIIB 备提供重要的理论信息． 族元素组成的体系也做了一些研究 ]．研究发 收稿13期：2007—11—03 黑龙江省教育厅资助项目，黑龙江大学校资助项目，黑龙江大学青年科学基金(QL2006
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