(OsnN)0,(n=16)团簇电子结构与光谱性质的理论研究

张秀荣; 吴礼清; 饶倩

doi:10.7498/aps.60.083601

摘要

采用密度泛函理论中的杂化密度泛函B3LYP方法在赝势基组LANL2DZ水平上对OsnN0,(n=16)团簇的各种可能构型进行了几何结构优化,得出了它们的基态构型,并对基态结构的磁学性质、自然键轨道(NBO)、光谱和芳香性进行了理论研究. 研究结果表明:OsN-和Os5N-团簇发生了磁矩猝灭的现象,在Os2N和Os4N

关键词:

The possible geometrical and electronic structures of (OsnN)0,(n=16) clusters are optimized by using the density functional theory (B3LYP) at the LANL2DZ level. For the ground state structures of (OsnN)0,(n=16) clusters, The magnetic properties, the natural bond orbit (NBO), the spectrum and the aromatic characteristics are analyzed. The calculated results show that the magnetic moment of OsnN- cluster is quenched at n=1 and 5. Reversed ferromagnetic coupling between Os atom and N atom takes place in Os2N and Os4N0, clusters. The NBO charge distribution of clusters depends on the relative position of the atom, for example, the charge transfer happening to N atoms in the endpoint is more obvious than that happening to the N atoms in the middle. There are obvious vibration peaks in IR and Raman spectra of (OsnN)0,(n=16) clusters. The aromaticity of Os5N- cluster is the strongest.

Keywords:

作者及机构信息

1.
江苏科技大学数理学院,镇江 212003;

2.
江苏科技大学材料科学与工程学院,镇江 212003

基金项目: 江苏省高等学校研究生科研创新计划(批准号: CX09S-002Z)资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Mathematics and Physics, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China;

2.
School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China

参考文献

[1]	Feng C J, Xue Y H, Zhang X Y, Zhang X C 2009 Chin. Phys. B 18 1436
[2]	Zhao L X, Feng X J, Cao T T, Liang X, Luo Y H 2009 Chin. Phys. B 18 2709
[3]
[4]
[5]	Gu J, Wang S Y, Gou B C 2009 Acta Phys. Sin. 58 3338 (in Chinese)[顾娟、王山鹰、苟秉聪 2009 物理学报 58 3338]
[6]	Zhang X R, Ding X L, Yang J L 2005 Int. J. Mod. Phys. B 1517 2427
[7]
[8]	Zhang X R, Ding X L, Dai B, Yang J L 2005 J. Mol. Struct.: Theorchem. 757 113
[9]
[10]	Zhang X R, Ding X L, Fu Q, Yang J L 2008 J. Mol. Struct.: Theorchem. 867 17
[11]
[12]
[13]	Yang J, Wang N Y, Zhu D J, Chen X, Deng K M, Xiao C Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3112 (in Chinese) [杨剑、王倪颖、朱冬玖、陈宣、邓开明、肖传云 2009 物理学报 58 3112]
[14]
[15]	Li X B, Wang H Y, Luo J S, Wu W D, Tang Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 6134 (in Chinese) [李喜波、王红艳、罗江山、吴卫东、唐永建 2009 物理学报 58 6134]
[16]	Jin R, Chen X H 2010 Acta Phys. Sin. 59 6955 (in Chinese) [金蓉、谌晓洪 2010 物理学报 59 6955]
[17]
[18]
[19]	Chen Z G, Xie Z, Li Y C, Ma Q M, Liu Y 2010 Chin. Phys. B 19 043102
[20]
[21]	Lu Z H, Cao J X 2008 Chin. Phys. B 17 3336
[22]
[23]	Li X B, Wang H Y, Luo J S, Guo Y D, Wu W D, Tang Y J 2009 Chin. Phys. B 18 3414
[24]
[25]	Zheng J C 2005 Phys. Rev. B 72 052105
[26]
[27]	Huang Y Z, Yang S Y, Li X Y 2003 Chin. J. Chem. Phys. 16 440 (in Chinese)[黄一枝、杨胜勇、李象远 2003 化学物理学报 16 440]
[28]
[29]	Liang Y C, Guo W L, Fang Z 2007 Acta Phys. Sin. 56 4847 (in Chinese) [梁拥成、郭万林、方忠 2007 物理学报 56 4847]
[30]
[31]	Cumberland R W, Weinberger M B, Gilman J J, Clark S M, Tolbert S H, Kaner R B 2005 J. Am. Chem. Soc. 127 7264
[32]	Xie X G 1999 Ph. D. Dissertation (Changchun: Jilin University) (in Chinese) [谢小光 1999 博士学位论文 (长春: 吉林大学)]
[33]
[34]
[35]	Zhang X R, Zhang W 2009 J. Jiangsu Univ. Sci. Technol. 23 183 (in Chinese) [张秀荣、张伟 2009 江苏科技大学学报 23 183]
[36]
[37]	Zhang X R, Wu L Q, Kong Z L, Tang H S 2011 Acta Phys. Sin. 60 053601 (in Chinese) [张秀荣、吴礼清、康张李、唐会帅 2011 物理学报 60 053601]
[38]	Zhang X R, Cui Y N, Hong L L 2009 Comput. Theor. Nanosci. 6 640 -
[39]
[40]	Jiao H J, Schleyer P R, Mo Y R 1997 J. Am. Chem. Soc. 119 7075
[41]
[42]	Schleyer P R, Maeker C, Dransfeld A 1996 J. Am. Chem. Soc. 118 6317
[43]
[44]
[45]	Zhang X R, Gao C H, Wu L Q, Tang H S 2010 Acta Phys. Sin. 59 5429 (in Chinese) [张秀荣、高丛花、吴礼清、唐会帅 2010 物理学报 59 5429]

施引文献

[1]	Feng C J, Xue Y H, Zhang X Y, Zhang X C 2009 Chin. Phys. B 18 1436
[2]	Zhao L X, Feng X J, Cao T T, Liang X, Luo Y H 2009 Chin. Phys. B 18 2709
[3]
[4]
[5]	Gu J, Wang S Y, Gou B C 2009 Acta Phys. Sin. 58 3338 (in Chinese)[顾娟、王山鹰、苟秉聪 2009 物理学报 58 3338]
[6]	Zhang X R, Ding X L, Yang J L 2005 Int. J. Mod. Phys. B 1517 2427
[7]
[8]	Zhang X R, Ding X L, Dai B, Yang J L 2005 J. Mol. Struct.: Theorchem. 757 113
[9]
[10]	Zhang X R, Ding X L, Fu Q, Yang J L 2008 J. Mol. Struct.: Theorchem. 867 17
[11]
[12]
[13]	Yang J, Wang N Y, Zhu D J, Chen X, Deng K M, Xiao C Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3112 (in Chinese) [杨剑、王倪颖、朱冬玖、陈宣、邓开明、肖传云 2009 物理学报 58 3112]
[14]
[15]	Li X B, Wang H Y, Luo J S, Wu W D, Tang Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 6134 (in Chinese) [李喜波、王红艳、罗江山、吴卫东、唐永建 2009 物理学报 58 6134]
[16]	Jin R, Chen X H 2010 Acta Phys. Sin. 59 6955 (in Chinese) [金蓉、谌晓洪 2010 物理学报 59 6955]
[17]
[18]
[19]	Chen Z G, Xie Z, Li Y C, Ma Q M, Liu Y 2010 Chin. Phys. B 19 043102
[20]
[21]	Lu Z H, Cao J X 2008 Chin. Phys. B 17 3336
[22]
[23]	Li X B, Wang H Y, Luo J S, Guo Y D, Wu W D, Tang Y J 2009 Chin. Phys. B 18 3414
[24]
[25]	Zheng J C 2005 Phys. Rev. B 72 052105
[26]
[27]	Huang Y Z, Yang S Y, Li X Y 2003 Chin. J. Chem. Phys. 16 440 (in Chinese)[黄一枝、杨胜勇、李象远 2003 化学物理学报 16 440]
[28]
[29]	Liang Y C, Guo W L, Fang Z 2007 Acta Phys. Sin. 56 4847 (in Chinese) [梁拥成、郭万林、方忠 2007 物理学报 56 4847]
[30]
[31]	Cumberland R W, Weinberger M B, Gilman J J, Clark S M, Tolbert S H, Kaner R B 2005 J. Am. Chem. Soc. 127 7264
[32]	Xie X G 1999 Ph. D. Dissertation (Changchun: Jilin University) (in Chinese) [谢小光 1999 博士学位论文 (长春: 吉林大学)]
[33]
[34]
[35]	Zhang X R, Zhang W 2009 J. Jiangsu Univ. Sci. Technol. 23 183 (in Chinese) [张秀荣、张伟 2009 江苏科技大学学报 23 183]
[36]
[37]	Zhang X R, Wu L Q, Kong Z L, Tang H S 2011 Acta Phys. Sin. 60 053601 (in Chinese) [张秀荣、吴礼清、康张李、唐会帅 2011 物理学报 60 053601]
[38]	Zhang X R, Cui Y N, Hong L L 2009 Comput. Theor. Nanosci. 6 640 -
[39]
[40]	Jiao H J, Schleyer P R, Mo Y R 1997 J. Am. Chem. Soc. 119 7075
[41]
[42]	Schleyer P R, Maeker C, Dransfeld A 1996 J. Am. Chem. Soc. 118 6317
[43]
[44]
[45]	Zhang X R, Gao C H, Wu L Q, Tang H S 2010 Acta Phys. Sin. 59 5429 (in Chinese) [张秀荣、高丛花、吴礼清、唐会帅 2010 物理学报 59 5429]

[1]	罗强, 杨恒, 郭平, 赵建飞. N型甲烷水合物结构和电子性质的密度泛函理论计算. 物理学报, 2019, 68(16): 169101. doi: 10.7498/aps.68.20182230
[2]	胡永金, 吴云沛, 刘国营, 罗时军, 何开华. ZnTe结构相变、电子结构和光学性质的研究. 物理学报, 2015, 64(22): 227802. doi: 10.7498/aps.64.227802
[3]	余本海, 陈东. 用密度泛函理论研究氮化硅新相的电子结构、光学性质和相变. 物理学报, 2014, 63(4): 047101. doi: 10.7498/aps.63.047101
[4]	吕瑾, 杨丽君, 王艳芳, 马文瑾. Al2Sn（n=210）团簇结构特征和稳定性的密度泛函理论研究. 物理学报, 2014, 63(16): 163601. doi: 10.7498/aps.63.163601
[5]	徐莹莹, 阚玉和, 武洁, 陶委, 苏忠民. 并苯纳米环[6]CA及其衍生物的电子结构和光物理性质的密度泛函理论研究. 物理学报, 2013, 62(8): 083101. doi: 10.7498/aps.62.083101
[6]	张秀荣, 李扬, 尹琳, 王杨杨. WnNim (n+m=8)团簇的极性和光谱性质的理论研究. 物理学报, 2013, 62(2): 023601. doi: 10.7498/aps.62.023601
[7]	程亮, 甘章华, 刘威, 赵兴中. (Nb, N)共掺杂锐钛矿电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(23): 237107. doi: 10.7498/aps.61.237107
[8]	张蓓, 保安, 陈楚, 张军. ConCm(n=15; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究. 物理学报, 2012, 61(15): 153601. doi: 10.7498/aps.61.153601
[9]	曹青松, 袁勇波, 肖传云, 陆瑞锋, 阚二军, 邓开明. C80H80几何结构和电子性质的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(10): 106101. doi: 10.7498/aps.61.106101
[10]	张致龙, 陈玉红, 任宝兴, 张材荣, 杜瑞, 王伟超. (HMgN3)n(n=15)团簇结构与性质的密度泛函理论研究. 物理学报, 2011, 60(12): 123601. doi: 10.7498/aps.60.123601
[11]	高虹, 朱卫华, 唐春梅, 耿芳芳, 姚长达, 徐云玲, 邓开明. 内掺氮富勒烯N2@C60的几何结构和电子性质的密度泛函计算研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1707-1711. doi: 10.7498/aps.59.1707
[12]	孙建敏, 赵高峰, 王献伟, 杨雯, 刘岩, 王渊旭. Cu吸附(SiO3)n(n=1—8)团簇几何结构和电子性质的密度泛函研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7830-7837. doi: 10.7498/aps.59.7830
[13]	金蓉, 谌晓洪. 密度泛函理论对ZrnPd团簇结构和性质的研究. 物理学报, 2010, 59(10): 6955-6962. doi: 10.7498/aps.59.6955
[14]	张秀荣, 高从花, 吴礼清, 唐会帅. WnNim(n+m≤7; m=1, 2)团簇电子结构与光谱性质的理论研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5429-5438. doi: 10.7498/aps.59.5429
[15]	李喜波, 王红艳, 罗江山, 吴卫东, 唐永建. 密度泛函理论研究ScnO(n=1—9)团簇的结构、稳定性与电子性质. 物理学报, 2009, 58(9): 6134-6140. doi: 10.7498/aps.58.6134
[16]	陈亮, 徐灿, 张小芳. 氧化镁纳米管团簇电子结构的密度泛函研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1603-1607. doi: 10.7498/aps.58.1603
[17]	陈玉红, 康龙, 张材荣, 罗永春, 蒲忠胜. (Li3N)n(n=1—5)团簇结构与性质的密度泛函研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4174-4181. doi: 10.7498/aps.57.4174
[18]	李喜波, 罗江山, 郭云东, 吴卫东, 王红艳, 唐永建. 密度泛函理论研究Scn，Yn和Lan(n=2—10)团簇的稳定性、电子性质和磁性. 物理学报, 2008, 57(8): 4857-4865. doi: 10.7498/aps.57.4857
[19]	陈玉红, 康龙, 张材荣, 罗永春, 元丽华, 李延龙. (Ca3N2)n(n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6265-6270. doi: 10.7498/aps.57.6265
[20]	陈玉红, 张材荣, 马军. MgmBn(m=1,2;n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究. 物理学报, 2006, 55(1): 171-178. doi: 10.7498/aps.55.171

计量

文章访问数: 8711
PDF下载量: 970
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板