C@Al12团簇吸附H的密度泛函理论研究

卢其亮; 罗其全; 陈莉莉

doi:10.7498/aps.59.234

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C@Al12团簇吸附H的密度泛函理论研究

卢其亮 , 罗其全 , 陈莉莉

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C@Al12团簇吸附H的密度泛函理论研究

卢其亮, 罗其全, 陈莉莉

物理学报, 2010, 59(1): 234-238.

doi: 10.7498/aps.59.234

Density functional theory study of hydrogen adsorption on C@Al12 cluster

Lu Qi-Liang, Luo Qi-Quan, Chen Li-Li

Acta Phys. Sin., 2010, 59(1): 234-238.

doi: 10.7498/aps.59.234

摘要
利用密度泛函理论的方法研究了C@Al12Hn（1≤n≤7）团簇的结构和稳定性.n为偶数的C@Al12Hn具有更高的稳定性，大的HOMO-LUMO能隙、H原子的结合能以及高的垂直电离势表明这些团簇具有很高的物理和化学稳定性.最高占据分子轨道电荷密度分析显示，偶数n的C@Al12Hn团簇中，一对H

关键词:
C@Al12团簇 /

氢吸附 /

结构与性质 /

密度泛函理论（DFT）
Abstract
Density functional theory has been employed to investigate the structure and stability of C@Al12Hn (1≤n≤7) clusters. Hydrogenated C@Al12 clusters exhibit pronounced stability for even numbers of H atoms. Large HOMO-LUMO gaps，large binding energy and increased ionization potentials imply that these clusters should be physically and chemically stable. The analysis of the charge density of the HOMO plot illustrates that a pair of hydrogen atoms prefer to occupy opposing on-top sites for clusters with an even n number. Studies of deformation charge density plots demonstrate that the bonding characteristic between the H atoms and the C@Al12 moiety is mainly covalent. The total magnetic moment is 1μB for C@Al12Hn with an odd number for n.

Keywords:
C@Al12 cluster /

hydrogen adsorption /

structure and properties /

density functional theory
作者及机构信息
卢其亮,

罗其全,

陈莉莉

1.
安徽大学物理与材料科学学院，合肥 230039

基金项目: 安徽省高等学校青年教师科研资助计划(批准号：2006jq1029zd)，安徽省信息材料与器件重点实验室(安徽大学)开放基金和安徽省自然科学基金(批准号：090414186)资助的课题.
Authors and contacts
Lu Qi-Liang,

Luo Qi-Quan,

Chen Li-Li

1.
安徽大学物理与材料科学学院，合肥 230039
参考文献

施引文献

[1]	李守英, 赵卫民, 乔建华, 王勇. CO与H₂在应变Fe(110)表面的竞争吸附. 物理学报, 2019, 68(21): 217103. doi: 10.7498/aps.68.20190660
[2]	徐紫巍, 石常帅, 赵光辉, 王明渊, 刘桂武, 乔冠军. 电化学析氢反应中单层MoSe2氢吸附机理第一性原理研究. 物理学报, 2018, 67(21): 217102. doi: 10.7498/aps.67.20180882
[3]	刘秀英, 李晓凤, 于景新, 李晓东. Pd负载共价有机骨架COF-108上氢溢流机理的密度泛函理论研究. 物理学报, 2016, 65(15): 157302. doi: 10.7498/aps.65.157302
[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]	黄向前, 林陈昉, 尹秀丽, 赵汝光, 王恩哥, 胡宗海. 一维石墨烯超晶格上的氢吸附. 物理学报, 2014, 63(19): 197301. doi: 10.7498/aps.63.197301
[6]	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
[7]	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
[8]	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
[9]	刘峰斌, 汪家道, 陈大融, 赵明, 何广平. 不同密度氢吸附金刚石(100)表面的微观结构. 物理学报, 2010, 59(9): 6556-6562. doi: 10.7498/aps.59.6556
[10]	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
[11]	张计划, 丁建文, 卢章辉. Co掺杂MgF2电子结构和光学特性的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1901-1907. doi: 10.7498/aps.58.1901
[12]	李兵, 杨传路, 齐凯天, 张岩, 盛勇. SimCn （m+n≤7）团簇的密度泛函研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3104-3111. doi: 10.7498/aps.58.3104
[13]	葛桂贤, 罗有华. 密度泛函理论研究MgnOn(n=2—8)团簇的结构和电子性质. 物理学报, 2008, 57(8): 4851-4856. doi: 10.7498/aps.57.4851
[14]	雷雪玲, 祝恒江, 葛桂贤, 王先明, 罗有华. 密度泛函理论研究BnNi(n=6—12)团簇的结构和磁性. 物理学报, 2008, 57(9): 5491-5499. doi: 10.7498/aps.57.5491
[15]	陈玉红, 康龙, 张材荣, 罗永春, 马军. ［Mg(NH2)2］n(n=1—5)团簇的密度泛函理论研究. 物理学报, 2008, 57(8): 4866-4874. doi: 10.7498/aps.57.4866
[16]	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
[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]	王清林, 葛桂贤, 赵文杰, 雷雪玲, 闫玉丽, 杨致, 罗有华. 密度泛函理论对CoBen(n=1—12)团簇结构和性质的研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3219-3226. doi: 10.7498/aps.56.3219
[19]	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
[20]	李恩玲, 杨成军, 陈贵灿, 王雪雯, 马德明. 第一性原理对GanPm小团簇的结构及稳定性的研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4117-4123. doi: 10.7498/aps.54.4117

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物理学报. 2010, 59(1): 234-238.

doi: 10.7498/aps.59.234.

C@Al12团簇吸附H的密度泛函理论研究

1. 安徽大学物理与材料科学学院，合肥 230039

基金项目: 安徽省高等学校青年教师科研资助计划(批准号：2006jq1029zd)，安徽省信息材料与器件重点实验室(安徽大学)开放基金和安徽省自然科学基金(批准号：090414186)资助的课题.

收稿日期: 2008-05-20
修回日期: 2008-07-27
刊出日期: 2010-01-15

摘要: 利用密度泛函理论的方法研究了C@Al12Hn（1≤n≤7）团簇的结构和稳定性.n为偶数的C@Al12Hn具有更高的稳定性，大的HOMO-LUMO能隙、H原子的结合能以及高的垂直电离势表明这些团簇具有很高的物理和化学稳定性.最高占据分子轨道电荷密度分析显示，偶数n的C@Al12Hn团簇中，一对H

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