搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

ConCm(n=15; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究

张蓓 保安 陈楚 张军

引用本文:
Citation:

ConCm(n=15; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究

张蓓, 保安, 陈楚, 张军

Density-functional theory study of ConCm (n=15, m=1,2) clusters

Zhang Bei, Bao An, Chen Chu, Zhang Jun
PDF
导出引用
  • 本文采用基于自旋极化的密度泛函理论系统研究了ConCm (n=15; m=1,2)团簇的几何结构和电子结构特性. 将ConC (n=25)团簇中的一个Co替换为C原子, 个体的基态几何结构发生明显变化; 在ConC2 (n=15)团簇的生长序列中, 发现从n=3开始团簇中的两个C原子有彼此分离分布的趋势, 我们分析, 这是Co金属能够维持单壁碳纳米管(SCNTs)保持开口生长, 成为非常有效的一种催化剂的重要原因. 同时, 将ConC (n=25)团簇中添加一个Co原子后系统的总磁矩出现大幅下降的趋势, 但仍保持奇偶交替的规律. 通过比较中性及带电的ConC以及ConC2 (n=15)团簇的碎裂能, 本工作发现: 由实验获取的SCNTs应均为带正电的体系, 这一结论与已有的实验模型拟合得很好.
    The geometrical and electronic structures of ConCm (n=15, m=1,2) clusters are investigated using spin-polarized DFT calculations. ConC (n=25) and ConC2 (n=14) clusters of their ground-state structures different. From n=3, two C atoms are located apart from each other, we think, it is an important reason for Co catalyze C in to single walled carbon nanotubes effectively. The total magnetic moment of ConC2 (n=25) are lower than those of ConC (n=25) clusters, and they both alternated with odd and even numbers. By comparing the fragmentation energies of neutral and charged ConC and ConC2 (n=15) clusters, we conclude that the single walled carbon nanotubes obtained in experiment is electropositive. This conclusion is in good agreement with that from expersimental model
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10864005), 新疆维吾尔自治区高校科研计划(批准号: 050161)和新疆大学2008年院校联合项目(批准号: 07.02.0419)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10864005), the Scientific Research Foundation of the Higher Education Institutions of Xinjiang Province, China (Grant No. 050161), and the Foundation of University and College 2008 China (Grant No. 07.02.0419).
    [1]

    Ding J W, Yan X H, Cao J X 2002 Phys. Rev. B 66 073401

    [2]

    Guo B C, Kerns K P, Castleman A W 1992 Science 255 1411

    [3]

    Wang G H 2003 Cluster Physics (Shanghai: Shanghai Science and Technology Press pp10-30 (in Chinese) [王广厚 2003团簇物理学 (上海: 上海科学技术出版社)第10—30页]

    [4]

    Sondón T, Guevara J 2004 Physica B 354 303

    [5]

    Yao J G, Wang X W, Wang Y X, Jin Q, Luo Y H 2008 Acta Phys. Sin. 57 4166 (in Chinese) [姚建刚, 王献伟, 王渊旭, 井群, 罗有华 2008 物理学报 57 4166]

    [6]

    Tian F Y, Wang Y X, Jin Q, Tian K, Luo Y H 2008 Acta Phys. Sin. 57 1648 (in Chinese) [田付阳, 王渊旭, 井群, 田凯, 罗有华 2008 物理学报 57 1648]

    [7]

    Wang H Y, Li X B, Tang Y J, Wang C Y, Zhu Z H 2005 Acta Phys. Sin. 54 3565 (in Chinese) [王红艳, 李喜波, 唐永建, 谌晓洪, 王朝阳, 朱正和 2005 物理学报 54 3565]

    [8]

    Mainardi D S, Balbuena P B 2003 J. Phys. Chem. A 107 10370

    [9]

    Fan J, Wang L S 1994 J. Phys. Chem. 98 11814

    [10]

    Li X, Wang L S 1999 J. Chem. Phys. 111 8389

    [11]

    Wang L S, Li X 2000J. Chem. Phys. 112 3602

    [12]

    Tono K, Terasaki A, Ohta T, Kondow T 2002 J. Chem. Phys. 117 7010

    [13]

    Arbuznikov A V, Hendrickx M, Vanquickenborne L G 1999 Chem. Phys. Lett. 310 515

    [14]

    Arbuznikov A V, Hendrickx M 2000 Chem. Phys. Lett. 320 575

    [15]

    Gutsev G L, Bauschlicher C W 2003 Chem. Phys. 291 27

    [16]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [17]

    Schlegel H B 1982 J. Comput. Chem. 3 214

    [18]

    Miguel C, Christine J, Dennis R S 1997 Chem. Phys. Lett. 271 133

    [19]

    Duan H M, Zheng Q Q 2001 Phys. Lett. A 280 333

    [20]

    Ma Q M, Xie Z, Wang J, Liu Y, Li Y C 2006 Phys. Lett. A 358 289

    [21]

    Ding F, Larsson P, Larsson J A, Ahuja R, Duan H, Rosén A, Bolton K 2008 Nano. Lett. 8 463

    [22]

    Bulgakova N M, Bulgakov A V, Svensson J, Campbell E E B 2006 Appl. Phys. A 85 109

    [23]

    Zhang Z X, Cao B B, Duan H M 2008 J. Mol. Struc (Teochem) 863 22

    [24]

    Zhang B, Chen C, Zhang J 2011 J. At. Mol. Phys. 28 643 (in Chinese) [张蓓, 陈楚, 张军 2011 原子与分子物理学报 28 643]

  • [1]

    Ding J W, Yan X H, Cao J X 2002 Phys. Rev. B 66 073401

    [2]

    Guo B C, Kerns K P, Castleman A W 1992 Science 255 1411

    [3]

    Wang G H 2003 Cluster Physics (Shanghai: Shanghai Science and Technology Press pp10-30 (in Chinese) [王广厚 2003团簇物理学 (上海: 上海科学技术出版社)第10—30页]

    [4]

    Sondón T, Guevara J 2004 Physica B 354 303

    [5]

    Yao J G, Wang X W, Wang Y X, Jin Q, Luo Y H 2008 Acta Phys. Sin. 57 4166 (in Chinese) [姚建刚, 王献伟, 王渊旭, 井群, 罗有华 2008 物理学报 57 4166]

    [6]

    Tian F Y, Wang Y X, Jin Q, Tian K, Luo Y H 2008 Acta Phys. Sin. 57 1648 (in Chinese) [田付阳, 王渊旭, 井群, 田凯, 罗有华 2008 物理学报 57 1648]

    [7]

    Wang H Y, Li X B, Tang Y J, Wang C Y, Zhu Z H 2005 Acta Phys. Sin. 54 3565 (in Chinese) [王红艳, 李喜波, 唐永建, 谌晓洪, 王朝阳, 朱正和 2005 物理学报 54 3565]

    [8]

    Mainardi D S, Balbuena P B 2003 J. Phys. Chem. A 107 10370

    [9]

    Fan J, Wang L S 1994 J. Phys. Chem. 98 11814

    [10]

    Li X, Wang L S 1999 J. Chem. Phys. 111 8389

    [11]

    Wang L S, Li X 2000J. Chem. Phys. 112 3602

    [12]

    Tono K, Terasaki A, Ohta T, Kondow T 2002 J. Chem. Phys. 117 7010

    [13]

    Arbuznikov A V, Hendrickx M, Vanquickenborne L G 1999 Chem. Phys. Lett. 310 515

    [14]

    Arbuznikov A V, Hendrickx M 2000 Chem. Phys. Lett. 320 575

    [15]

    Gutsev G L, Bauschlicher C W 2003 Chem. Phys. 291 27

    [16]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [17]

    Schlegel H B 1982 J. Comput. Chem. 3 214

    [18]

    Miguel C, Christine J, Dennis R S 1997 Chem. Phys. Lett. 271 133

    [19]

    Duan H M, Zheng Q Q 2001 Phys. Lett. A 280 333

    [20]

    Ma Q M, Xie Z, Wang J, Liu Y, Li Y C 2006 Phys. Lett. A 358 289

    [21]

    Ding F, Larsson P, Larsson J A, Ahuja R, Duan H, Rosén A, Bolton K 2008 Nano. Lett. 8 463

    [22]

    Bulgakova N M, Bulgakov A V, Svensson J, Campbell E E B 2006 Appl. Phys. A 85 109

    [23]

    Zhang Z X, Cao B B, Duan H M 2008 J. Mol. Struc (Teochem) 863 22

    [24]

    Zhang B, Chen C, Zhang J 2011 J. At. Mol. Phys. 28 643 (in Chinese) [张蓓, 陈楚, 张军 2011 原子与分子物理学报 28 643]

  • [1] 曹青松, 邓开明. X@C20F20(X=He,Ne,Ar,Kr)几何结构和 电子结构的理论研究. 物理学报, 2016, 65(5): 056102. doi: 10.7498/aps.65.056102
    [2] 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
    [3] 陈宣, 袁勇波, 邓开明, 肖传云, 陆瑞锋, 阚二军. MnxSny(x=2,3,4; y=18,24,30)团簇几何结构的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(8): 083601. doi: 10.7498/aps.61.083601
    [4] 袁健美, 郝文平, 李顺辉, 毛宇亮. Ni(111)表面C原子吸附的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(8): 087301. doi: 10.7498/aps.61.087301
    [5] 唐春梅, 郭微, 朱卫华, 刘明熠, 张爱梅, 巩江峰, 王辉. 内掺过渡金属非典型富勒烯M@C22(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 几何结构、电子结构、稳定性和磁性的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(2): 026101. doi: 10.7498/aps.61.026101
    [6] 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
    [7] 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
    [8] 张秀荣, 吴礼清, 饶倩. (OsnN)0,(n=16)团簇电子结构与光谱性质的理论研究. 物理学报, 2011, 60(8): 083601. doi: 10.7498/aps.60.083601
    [9] 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
    [10] 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
    [11] 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
    [12] 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
    [13] 唐春梅, 朱卫华, 邓开明. 内掺过渡金属富勒烯衍生物Ni@C20H20几何结构、成键和电磁性质的密度泛函计算研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4567-4572. doi: 10.7498/aps.58.4567
    [14] 顾娟, 王山鹰, 苟秉聪. Au和3d过渡金属元素混合团簇结构、电子结构和磁性的研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3338-3351. doi: 10.7498/aps.58.3338
    [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:  4738
  • PDF下载量:  459
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-19
  • 修回日期:  2011-11-06
  • 刊出日期:  2012-08-05

ConCm(n=15; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究

  • 1. 西安交通大学理学院, 西安 710049;
  • 2. 新疆大学物理科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046;
  • 3. 内蒙古科技大学理学院, 包头 014010
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10864005), 新疆维吾尔自治区高校科研计划(批准号: 050161)和新疆大学2008年院校联合项目(批准号: 07.02.0419)资助的课题.

摘要: 本文采用基于自旋极化的密度泛函理论系统研究了ConCm (n=15; m=1,2)团簇的几何结构和电子结构特性. 将ConC (n=25)团簇中的一个Co替换为C原子, 个体的基态几何结构发生明显变化; 在ConC2 (n=15)团簇的生长序列中, 发现从n=3开始团簇中的两个C原子有彼此分离分布的趋势, 我们分析, 这是Co金属能够维持单壁碳纳米管(SCNTs)保持开口生长, 成为非常有效的一种催化剂的重要原因. 同时, 将ConC (n=25)团簇中添加一个Co原子后系统的总磁矩出现大幅下降的趋势, 但仍保持奇偶交替的规律. 通过比较中性及带电的ConC以及ConC2 (n=15)团簇的碎裂能, 本工作发现: 由实验获取的SCNTs应均为带正电的体系, 这一结论与已有的实验模型拟合得很好.

English Abstract

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回