在元素周期表中硼與碳相鄰,前者是典型的缺電子元素。硼元素具有原子半徑小、電離能高、配位數(shù)大等特點(diǎn),這決定了硼團(tuán)簇有著獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)、化學(xué)成鍵及分子動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。近20余年來,科研工作者通過大量實(shí)驗(yàn)和理論研究確定在較寬的尺寸范圍內(nèi)硼納米團(tuán)簇傾向于形成平面或準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)。平面和準(zhǔn)平面硼團(tuán)簇為設(shè)計(jì)新穎硼基納米機(jī)器奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本論文在密度泛函（density functional theroy,DFT）和耦合簇（CCSD（T））理論水平下研究了拉長(zhǎng)硼團(tuán)簇B^-₁₁,B₁₁和B⁺₁₅的幾何結(jié)構(gòu)、化學(xué)成鍵及動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)流變性質(zhì),首次提出“亞納米坦克履帶”概念。以摻雜硼團(tuán)簇B₁₀C和B₁₀Ca為模型,深入闡釋了硼團(tuán)簇納米機(jī)器的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)流變機(jī)理,并由此分別實(shí)現(xiàn)對(duì)B^-₁₁亞納米坦克履帶的制動(dòng)調(diào)控和非流變B₁₀團(tuán)簇的驅(qū)動(dòng)調(diào)控。提出共價(jià)鍵體系分子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)能壘的半定量描述方法。在B₈

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 平面硼團(tuán)簇
    1.2 全硼富勒烯(硼球烯)
    1.3 硼墨烯
    1.4 硼團(tuán)簇Wankel馬達(dá)
    1.5 論文課題的選擇、目的和內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)和研究方法
    2.1 薛定諤方程
    2.2 密度泛函理論
    2.3 從頭算方法
    2.4 本論文相關(guān)的主要程序及研究方法
        2.4.1 全局極小結(jié)構(gòu)搜索
        2.4.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        2.4.3 適配性自然密度分割
        2.4.4 光電子能譜
            2.4.4.1 光電子能譜原理
            2.4.4.2 電子剝離能
            2.4.4.3 光電子能譜實(shí)驗(yàn)裝置
第三章 硼基亞納米坦克履帶：B_(11)~–和B_(11)團(tuán)簇
    3.1 引言
    3.2 研究方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 振動(dòng)頻率和BOMD模擬
        3.3.2 零級(jí)近似化學(xué)成鍵模型
        3.3.3 三中心“島狀”σ鍵模型
        3.3.4 結(jié)構(gòu)演化過程
        3.3.5 電子云演化過程
    3.4 本章小結(jié)
第四章 硼基“雙引擎”亞納米坦克履帶：B_(15)~+團(tuán)簇
    4.1 引言
    4.2 研究方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 振動(dòng)頻率和BOMD模擬
        4.3.2 三重電子離域成鍵模型
        4.3.3 ELFs和AdNDP分析
        4.3.4 結(jié)構(gòu)與離域電子演化過程
        4.3.5 雙引擎驅(qū)動(dòng)坦克履帶？
        4.3.6 供選擇的近似“島狀”σ鍵AdNDP方案
    4.4 本章小結(jié)
第五章 亞納米坦克履帶的制動(dòng)與能壘調(diào)控：模型B_(10)C體系
    5.1 引言
    5.2 研究方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 B_(10_C團(tuán)簇的GM和LM結(jié)構(gòu)
        5.3.2 振動(dòng)頻率和BOMD模擬
        5.3.3 結(jié)構(gòu)演化過程
        5.3.4 亞納米坦克履帶轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理討論
        5.3.5 轉(zhuǎn)動(dòng)能壘的半定量描述
    5.4 本章小結(jié)
第六章 最小拉長(zhǎng)硼團(tuán)簇轉(zhuǎn)動(dòng)能壘調(diào)控研究：B_(10)Ca復(fù)合團(tuán)簇
    6.1 引言
    6.2 研究方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 B_(10)Ca團(tuán)簇的GM結(jié)構(gòu)
        6.3.2 振動(dòng)頻率和BOMD模擬
        6.3.3 結(jié)構(gòu)演化過程
        6.3.4 化學(xué)成鍵
        6.3.5 轉(zhuǎn)動(dòng)能壘的定量分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 硼納米“指南針”：Mg_2B8復(fù)合團(tuán)簇
    7.1 引言
    7.2 研究方法
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 Mg_2B_8團(tuán)簇的GM結(jié)構(gòu)
        7.3.2 “指南針”與“車輪式”結(jié)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)
        7.3.3 振動(dòng)頻率和BOMD模擬
        7.3.4 結(jié)構(gòu)演化過程
        7.3.5 化學(xué)成鍵
    7.4 本章小結(jié)
第八章 硼納米“傘”及其動(dòng)力學(xué)流變性質(zhì)：Li_4B_7~?復(fù)合團(tuán)簇
    8.1 引言
    8.2 研究方法
    8.3 結(jié)果與討論
        8.3.1 Li_4B_7~?團(tuán)簇的GM結(jié)構(gòu)
        8.3.2 振動(dòng)頻率和BOMD模擬
        8.3.3 結(jié)構(gòu)演化過程
        8.3.4 化學(xué)成鍵
        8.3.5 光電子能譜模擬
    8.4 本章小結(jié)
第九章 尺寸最小硼球烯B_(28)~?和B_(28)理論和實(shí)驗(yàn)研究
    9.1 引言
    9.2 實(shí)驗(yàn)與理論方法
        9.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        9.2.2 理論方法
    9.3 實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果
        9.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        9.3.2 理論結(jié)果
        9.3.3 實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果對(duì)比
    9.4 結(jié)果討論
        9.4.1 B_(28)~?團(tuán)簇全局極小結(jié)構(gòu)的化學(xué)成鍵
        9.4.2 B_(28)~?和B_(28)“海貝”籠狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)成鍵
        9.4.3 “海貝”B_(28)籠狀結(jié)構(gòu)：最小的硼球烯？
    9.5 本章小結(jié)
第十章 總結(jié)與展望
    10.1 本論文主要結(jié)論
    10.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
縮寫詞
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)況



本文編號(hào)：3671636