锌掺杂硅团簇ZnSin(n=2～8)及其氢化物的几何结构和稳定性

摘要

cqvip:运用杂化密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311+G*水平上,研究了ZnSin(n=2~8)及其氢化HmZnSin(m=1~2,n=2~8)团簇的几何结构和稳定性。通过理论计算,确定了锌掺杂和氢化团簇的基态结构和几种低能异构体。研究结果发现:掺杂ZnSin团簇的大部分结构都是立体构型。当在团簇表面吸附1H和2H时,其结构骨架与ZnSin团簇基本保持一致,同时氢原子优先吸附在团簇表面的硅原子上。平均键能的分析揭示了H1ZnSin团簇具有较高的相对稳定性;根据解离能计算表明,H2ZnSin团簇的脱2H解离能(De4(n)=E(ZnSin)+2E(H)-E(H2ZnSin))最大,说明其在团簇表面吸附2H原子能够提高团簇的化学稳定性。此外,HOMO-LUMO能隙(GAP)计算结果也发现,当3≤n≤6时,计算得到GAP(H2ZnSin)>GAP(H1ZnSin)>GAP(ZnSin),表明H2ZnSin团簇具有较大的HOMO-LUMO能隙,其化学稳定性更高,该结果与H2ZnSin团簇的脱2H解离能相一致。