Density functional study of Au$_n$ (n=2-20) clusters: lowest-energy structures and electronic properties
采用局域密度近似下的密度泛函理论(DFT)方法研究了Au $_n$(n=2-20)团簇的最低能量结构和电子性质.小的Au $_n$团簇在n=6之前采用平面结构。在n=10-14的范围内,优选板状笼状结构,并且在n=15左右发现从板状笼状结构到紧凑的近球形结构的结构转变。Au $_{13}$和Au $_{19}$团簇的最稳定构型是无定形的,而不是二十面体或面心立方结构,而电子态密度敏感地依赖于团簇的几何形状。在金团簇的相对稳定性、HOMO-LUMO能隙和电离势方面,得到了显著的奇偶交替行为。讨论了Au团簇电子性质的尺寸演化,并将Au $_n$团簇的理论电离势与实验结果进行了比较。
2001-12-19 physics.atm-clus
Structure, reactivity and electronic properties of V-doped Co clusters
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对V掺杂Co $_{13}$团簇的结构、物理和化学性质进行了详细的研究。我们发现随着V浓度的增加,掺杂团簇的稳定性发生异常变化,这在团簇的能量学和电子性质方面得到了很好的证明。我们的研究解释了实验报道的Co $_{13-m}$ V $_m$簇对H $_2$分子的反应性的非单调变化[J. Phys. Chem. { \bf 94},2744(1990)]。此外,它提供了有用的洞察簇的几何形状和簇表面上的化学活性位点,这可以帮助设计更好的催化过程。
2009-08-15 physics.atm-clus
Structural and electronic properties of ScnOm (n=1~3, m=1~2n) clusters: Theoretical study using screened hybrid density functional theory
采用屏蔽杂化密度泛函理论系统地研究了氧化钪小团簇ScnOm(n = 1 - 3,m = 1 - 2n)的结构和电子性质.研究发现,这些氧化钪团簇的基态可以通过小的“核心”钪团簇的顺序氧化而获得。碎片分析表明ScO、Sc2 O2、Sc2 O3、Sc 3 O3和Sc 3 O 4团簇特别稳定。O-2 p和Sc-3d轨道之间的强杂化被认为是费米能级附近最显著的特征。通过与标准密度泛函理论计算结果的比较,发现屏蔽混合密度泛函理论能够修正错误的对称性,对钪的局域3d电子态给出更精确的描述。
2011-11-18 physics.atm-clus
Nonradiative Electronic Deexcitation Time Scales in Metal Clusters
本文研究了中性和带电钠团簇深电子壳层空穴的俄歇电子发射寿命。我们考虑球形团簇,并使用局域密度近似(LDA)计算的能级和波函数计算俄歇跃迁几率。我们得到,俄歇发射过程是积极的不允许中性和带正电的钠簇。一般来说,小Na $_N^-$团簇的俄歇几率与原子团簇的俄歇几率有很大的不同,并表现出丰富的尺寸依赖性。研究的大多数簇大小的俄歇衰变时间的数量级大于原子,可能与典型的碎裂时间。
1998-01-06 physics.atm-clus
The generation of ground state structures and electronic properties of ternary AlkTilNim clusters (k+l+m=4) from a two-stage DFT global searching approach
研究了三元团簇AlkTilNim的结构和电子性质,其中k,l,m为整数,k + l + m = 4.这些集群的产生和研究,通过执行两个阶段的密度泛函理论(DFT)计算使用SWVN和B3LYP功能交换相关性。在第一阶段中,一个无偏的全局搜索算法与DFT代码与轻交换相关性和较小的基集被用来生成最低能量的集群结构。然后使用具有重交换相关和大基组的另一轮DFT计算进行进一步优化。通过两阶段的程序获得的结构的电子性质,然后通过DFT计算进行了研究。结果以三元图的形式示出。我们的DFT计算发现,团簇的稳定性随着团簇内镍原子数目的增加而增加。我们的研究结果为三元金属团簇的结构、稳定性、化学有序性和电子性质的研究提供了新的视角。
2018-10-31 physics.atm-clus
Interface Excitons in Krmnen Clusters : The Role of Electron Affinity in the Formation of Electronic Structure
本文用同步辐射荧光激发光谱研究了嵌在Ne_N团簇(1200<N<7500)中的小团簇Kr_m(m<150)电子结构的形成。电子激发态,分配给激子在Ne/Kr界面,1 i和1 'i观察。与最低自旋轨道分裂原子Kr 3 P1和1 P1态相关的吸收带最初出现,并且随着氪团簇尺寸m的增加而向较低能量移动。当团簇半径超过某一临界值时,谱中出现特征的体激子1 t和1't,R_cl>Delta_1i。氪团簇包括多达70个原子不表现出体吸收带。我们认为这是由于周围Ne原子的负电子亲和力导致界面激子渗透到Kr_m团簇体积中。从界面吸收带随团簇尺寸的能量位移估计出一个意想不到的大穿透深度delta_1i =7.0+/-0.1 A,这可以用客体和主体团簇的电子亲合势之间的相互作用来解释。
2008-04-10 physics.atm-clus
Tight-binding molecular dynamic study of silver clusters
采用紧束缚分子动力学(TBMD)方法研究了银原子簇的结构和电子性质。采用TBMD结合遗传算法(GA)对Ag团簇的基态结构进行了优化。通过与小团簇Ag $_n$(n=3-9)的{ \em ab initio}计算结果的比较,证明了紧束缚模型的有效性.发现团簇在n=10时经历了从“电子有序”到“原子有序”的转变。这是由于在这种尺寸下的s-d混合。电子性质,如态密度(DOS),s-d带分离,HOMO-LUMO间隙,和电离势的尺寸依赖性进行了讨论。得到了Ag $_2$,Ag $_8$,Ag $_{14}$,Ag $_{18}$,Ag $_{20}$的幻数行为,与电子椭球壳模型的预测一致.结果表明,钴金属团簇中同时存在电子壳层和几何壳层,它们对团簇的性质起着重要的决定作用。
1999-08-18 physics.atm-clus
Thermodynamics of Na_8 and Na_{20} clusters studied with ab-initio electronic structure methods
采用多重直方图方法和密度泛函理论中的价电子从头计算方法研究了Na_8和Na_{20}团簇的热力学性质。我们考虑了各种电子动能泛函和赝势对正则离子比热的影响。我们考虑的所有模型的结果显示出定性的相似性,但也显着的温度变化从模型到模型的峰值和比热曲线中的其他功能。与从头算结果相比,使用唯象赝势使熔融峰大幅度移动(~ 50- 100 K)。有人认为,选择一个好的赝势和使用更好的电子动能泛函有潜力进行大的时间尺度和大尺寸的团簇的模拟。
2000-11-27 physics.atm-clus
Evolution of electronic and ionic structure of Mg-clusters with the growth cluster size
采用基于密度泛函理论和系统的后Hartree-Fock多体微扰理论的从头计算方法,对中性和单电荷镁团簇的优化结构和电子性质进行了研究.我们系统地计算了由21个原子组成的中性和单电荷镁团簇的优化几何构型、电子壳层闭合、每个原子的结合能、电离势以及最高占据和最低未占据分子轨道之间的间隙。我们研究了镁原子团簇向六方晶系结构的转变和金属演化,以及镁原子链状和环状结构的稳定性。所得结果与现有的实验数据和其他理论工作的结果进行了比较。
2002-12-17 physics.atm-clus physics.chem-ph
Electronic structure and rebonding in the onion-like As@Ni12@As20 cluster
我们首次对最近合成的具有二十面体点对称性的类富勒烯原子簇As@Ni12@As20的几何结构、电子结构、电荷态、成键和振动模式进行了从头算研究[Science,300,778(2003)]。我们表明,该分子是振动稳定的,将是电子最稳定的在其-3氧化态在凝聚相和在-2状态在气相中。我们从原子间的电荷转移、红外和拉曼光谱以及电荷密度等值面来研究这种结构异常的分子中的键合。
2003-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Shape fluctuations and radiation from thermally excited electronic states of boron clusters
用数值方法研究了硼团簇阳离子B $_N^+$($N=9-14$)的热形状涨落对周期性荧光的影响,重点研究了B $_{13}^+$ .对于这个集群,基态和四个最低的电子激发态的电子结构计算使用时间依赖的密度泛函理论,并采样的分子动力学轨迹计算在实验相关的激发能的集群。B $_{13}^+$的采样光学跃迁矩阵元素允许从热填充的电子激发态构建其发射光谱。光谱被发现是宽的,达到至少0.85 eV。这与静态图像形成强烈对比,其中最低的电子跃迁发生在2.3 eV处。低位电子激发产生复发荧光率的强烈增加,计算峰值为$4.6 \times 10^{4}$ s $^{-1}$,时间平均值为$8 \times 10^{3}$ s $^{-1}$。平均值比静态结果高一个数量级,接近实测辐射率。对于其他簇大小也发现了类似的结果。此外,计算了B $_{13}^+$基态和第一电子激发态表面之间的无辐射交叉,发现与实验时间尺度相比非常快,证明了热布居假设。
2022-10-11 physics.atm-clus physics.chem-ph
First-principles study of structural, magnetic and electronic properties of small FeRh alloy clusters
在密度泛函理论的广义梯度近似下研究了含$N = m+n \leq 8$原子的小团簇${\rm Fe}_m {\rm Rh}_n$的结构、电子和磁性.对于$N = m+n \leq 6$,已对所有群集拓扑进行了全面抽样,而对于$N = 7$和8,仅考虑了几个代表性拓扑。在所有情况下,对整个浓度范围进行了系统研究。在优化的结构中,所有的团簇都表现出类铁磁有序性。结果表明,每个原子的平均磁矩$\barμ_N$单调增加,在很宽的浓度范围内与Fe含量几乎呈线性关系。作为Rh掺杂的结果,观察到超过3 $μ_B$的局部Fe矩的显著增强。讨论了结合能、平均磁矩和电子结构的组分依赖性。
2012-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Ultrafast interatomic electronic decay in multiply excited clusters
提出了一种属于原子间库仑衰变(ICD)现象的超快机制。当存在两种激发态物质时,可以发生超快能量转移,使其中一种物质达到其基态,并使另一种物质电离。结果表明,如果大的同质原子团簇暴露于超短和强激光脉冲,其光子能量与团簇成分的激发跃迁共振,绝大多数离子将产生这种ICD机制,而不是由双光子电离。一个相关的集体ICD过程,是在杂原子系统中进行操作也进行了讨论。
2010-04-30 physics.atm-clus physics.optics
Electronic entropy, shell structure, and size-evolutionary patterns of metal clusters
我们表明,电子熵效应的大小演变模式相对较小(小至20个原子),简单的金属簇已经在中等温度下变得突出。我们的有限温度壳修正方法的计算和实验结果之间的详细协议得到一定的温度。该协议包括一个大小依赖的涂抹出的精细结构的功能,伴随着一个可测量的减少标志着主壳层和次壳层关闭的步骤的高度,从而允许集群温度的定量分析。
1999-06-02 cond-mat nucl-th physics.atm-clus
Electronic structure of clusters (LiBC)_n: n=1, 2, 4
已知LiBC的一种晶体形式,其被预测为超导的,具有与MgB_2相当的Tc。在这两种化合物中,超导电性通过两个电子带的存在而增强,其中一个电子带接近于维度交叉。本文采用量子化学方法,研究了小团簇(LiBC)_n(n=1-4)的结构和电子性质。随着团簇尺寸的增加,我们发现晶体LiBC的一些性质自然地从团簇的相应性质演变。特别是,人们可以认识到固体双层结构的起源,典型的二硼化镁,和电子σ带的字符,所产生的重叠的原子轨道在面内BC环。特别强调的两个方面是(a)HOMO-LUMO间隙作为n的函数和(b)不同自旋多重性的作用。
2005-03-11 cond-mat.supr-con physics.atm-clus physics.chem-ph
Thermal quenching of electronic shells and channel competition in cluster fission
双电荷Li、Na和K团簇在低裂变率区裂变的实验和理论研究揭示了电子壳层效应对裂变产物的强烈影响。电子熵控制壳效应的淬灭和魔法碎片通道之间的竞争,导致从更高质量对称性的有利通道过渡到涉及三聚体阳离子在高温下的不对称通道。
2002-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Structural and Electronic Properties of Small Neutral (MgO)n Clusters
本文报道了中性化学计量比(MgO)n团簇(n<14)的从头算微扰离子(PI)计算.鉴定和研究了大量的异构体结构。对于(MgO)n(n<8)团簇的同分异构体,考虑了完全的几何弛豫.使用Clementi提出的Coulomb-Hartree-Fock(CHF)模型对所有簇大小进行相关校正。所得结果与实验数据和其他先前的理论研究相比是有利的。为了实现对这些系统的良好描述,包含相关性是至关重要的。我们发现了一个重要的新的异构体的数量,这使我们能够解释实验的幻数,而无需假设的结构的基础上(MgO)3亚基。最后,作为一个电子性质,在集群电离势随集群大小的变化进行了研究,并与结构异构体的性质。
1997-06-23 cond-mat physics.atm-clus physics.chem-ph
Ionic and electronic structure of sodium clusters up to N=59
用轴向平均和三维密度泛函方法计算了偶数电子数、原子数为2 ~ 59的钠团簇的离子和电子结构。一个本地的,唯象赝势再现重要的体和原子的性质,并促进结构计算已经开发。计算了$\mathrm{Na}_2$、$\mathrm{Na}_8$和$\mathrm{Na}_9^+$至$\mathrm{Na}_{59}^+$的光吸收光谱。离子结构的一致包含大大提高了与实验的一致性。观察到$\mathrm{Na}_{19}^+$到$\mathrm{Na}_{59}^+$的二十面体生长模式。这一发现得到了光吸收数据的支持。
2000-07-10 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph