雙金屬AunCu0/- (n=1～9) 團簇結構、穩(wěn)定性、電子及光學性能研究

韓思蕊,張慧源,郭雅雯,丁雅妮,李成剛,2,崔潁琦

(1.鄭州師范學院 物理與電子工程學院,鄭州 450044; 2.鄭州大學 化工學院,鄭州 450001)

團簇因其獨特的物理化學特性,在光伏、催化及磁性材料等領域具有潛在的應用前景[1-3]。眾所周知,金屬團簇的性能可通過摻雜元素產生金屬間化合物或者合金化加以拓展[4]。特別是金納米團簇,金屬原子摻雜可以引起原金團簇結構的重構,并產生新奇的物理和化學特性,是現代團簇科學研究的前沿熱點?；趯嶒灥墓怆娮幽茏V,Koyasu等[5]測定了AunPd-(n=1～4)團簇的親和能和垂直離解能,發(fā)現Au-Pd之間的σ鍵主要通過Au6s軌道和Pd5s軌道構成。利用激光沉積技術,Neukermans等[6]制備生成了過渡金屬原子(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni)摻雜金團簇,并發(fā)現了不同摻雜團簇的幻數對應不同尺寸。理論方面,基于密度泛函理論的第一性原理計算,Zhao等[7]研究了La2Aun(n=1～9)團簇的幾何結構、穩(wěn)定性和電子特性,發(fā)現了摻雜提升了金團簇的穩(wěn)定性,La2Au6團簇擁有相對大的穩(wěn)定性,電荷從La原子轉移到Au原子上,La-La鍵強度最大,Au-Au鍵強度最小等。Panjan等[8]研究了AgAunλ(λ=0, ±1;n=1～12)團簇的結構、穩(wěn)定性和電子特性,發(fā)現了AgAu5、AgAu2+和AgAu2-團簇在各自體系中擁有相對強的穩(wěn)定性。同時,計算得到了同實驗值相符的HOMO-LUMO能隙。此外,Yarzhemsky等[9]、Li等[10]和Zhang等[11]團隊分別分析了Au12M (M=Hf、Ta、W、Re、Os)、AunM2(M=Na、Mg、Al;n=1～8)和BiAun-1,0(n=2～20)團簇的結構和電子特性。發(fā)現了一些高對稱性的特殊結構,和一系列新穎的電子及光學特性?？傊?金屬原子摻雜金團簇不僅產生了特殊的高對稱結構,而且使其特性發(fā)了改變,如提高了穩(wěn)定性,提升了特性(如能級結構、電離勢、幾何結構、電子布居等)、增強了反應活性等?！?br>