第一性原理对MgGe_(n)(n=2~19)团簇结构和性质的研究OA

在密度泛函理论基础上,利用第一性原理详细研究了MgGe_(n)(n=2~19)团簇的结构、稳定性和电子性质.结构分析结果表明,较小的MgGe_(n)(n=2~9)和相对较大的MgGe_(n)(n=10~19)团簇出现了不同的生长方式,当n≤9时,镁原子都在团簇表面上,从n=10开始形成了镁原子被锗原子完全包围的笼状结构,当n=16、n=19时,Mg被包裹在一个完全封闭的笼子里.通过稳定性分析,我们发现MgGe_(19)团簇平均结合能(E_(b))最大、最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道之间的能隙(HOMO-LOMO)较大,因此MgGe_(19)团簇是体系中相对稳定的结构,可作为研究新材料的基本单元.同时也计算了团簇电偶极矩和拟合出了体系的红外光谱.电荷转移和自然布局分析(NPA)表明,掺杂的Mg原子在所研究体系中充当着电子供体的角色,其电荷大部分排布在3p轨道上,说明价电子都参与成键.本文研究结果可为实验研究提供指导和帮助.