摻雜原子在原子尺寸、電子特性以及物理特性等方面與硼原子的差異,促使了摻雜硼團(tuán)簇體系能夠獲得許多新穎的物理特性,這也使從理論上揭示摻雜硼團(tuán)簇的形成機(jī)理和結(jié)構(gòu)衍變規(guī)律成為非常重要的研究熱點(diǎn)和研究課題。在硼團(tuán)簇體系中,管狀硼結(jié)構(gòu)不僅被視為硼團(tuán)簇從2D到3D（平面到三維結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的重要指示物,而且其被視為硼納米管的前驅(qū)體。本論文重點(diǎn)揭示了硼雙環(huán)結(jié)構(gòu)的電子特性及穩(wěn)定性機(jī)制,為揭示硼團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)演化提供了理論視野。本論文系統(tǒng)地對(duì)堿金屬摻雜硼團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu),電子特性以及穩(wěn)定性進(jìn)行了理論研究,主要研究內(nèi)容如下:1.Li摻雜B₂₀團(tuán)簇(LiB₂₀和LiB^–₂₀)幾何結(jié)構(gòu)和電子特性的理論研究硼團(tuán)簇豐富的結(jié)構(gòu)和奇特成鍵模式使其理論和實(shí)驗(yàn)研究成為了團(tuán)簇領(lǐng)域的熱門課題。隨著原子數(shù)的變化,硼團(tuán)簇體系展現(xiàn)了多種幾何結(jié)構(gòu),包括平面或準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)、管狀結(jié)構(gòu)、籠狀結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)和核殼結(jié)構(gòu)等。本文系統(tǒng)研究了堿金屬對(duì)硼團(tuán)簇B₂₀電子幾何特性和穩(wěn)定性的重要影響。通過詳細(xì)的結(jié)構(gòu)搜索和能量計(jì)算確認(rèn)了具有D_10d<... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

純硼團(tuán)簇體系中的一些典型例子[4,6,42-44](Nat.Rev.Chem.2007，1,0071)

第一章緒論4圖1.2.摻雜硼團(tuán)簇體系中的一些典型例子[18-20,22,23,50,51]1.4管狀硼團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀研究表明，對(duì)于中性純硼團(tuán)簇，當(dāng)硼原子數(shù)n=20時(shí)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)由2D轉(zhuǎn)變?yōu)?D[16];而陽離子硼團(tuán)簇則是n=16，當(dāng)硼原子數(shù)小于16時(shí)硼團(tuán)簇是準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)，而當(dāng)硼原子數(shù)較大時(shí)，團(tuán)簇的基態(tài)從平面結(jié)構(gòu)演變?yōu)榱Ⅲw結(jié)構(gòu)。從圖1.2中可以看到，隨著硼原子數(shù)的增加，團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化。目前的研究表明，異原子尤其是過渡金屬的摻雜會(huì)改變管狀硼團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。例如，2015年王來生課題組通過光電子光譜和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，CoB16–[22]的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是對(duì)稱性為D8d(3A2)的管狀結(jié)構(gòu)，其中過渡金屬位于管狀結(jié)構(gòu)的中心。2016年同課題組運(yùn)用全局極小結(jié)構(gòu)搜索結(jié)合光電子光譜實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)稱性為C4v(3B2)的管狀結(jié)構(gòu)是MnB16–[23]的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。同年，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明RhB18–[24]的基態(tài)是金屬位于中心的管狀結(jié)構(gòu)，對(duì)稱性為D9d(1A1g)。

第一章緒論5圖1.3.MBn–(M=Co,Rh,Ta,n=16,18,20)體系中管狀硼團(tuán)簇1.5論文課題的選擇、目的和內(nèi)容通過理論計(jì)算方法預(yù)測(cè)新團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為實(shí)驗(yàn)的合成和發(fā)展提供理論依據(jù)與指導(dǎo)。近年來，研究工作者們發(fā)現(xiàn)，通過在純硼團(tuán)簇中摻雜異原子，可以達(dá)到改變硼團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子特性的目的，從而進(jìn)一步改變其性質(zhì)。到目前為止，有關(guān)純硼和過渡金屬摻雜純硼團(tuán)簇的理論和實(shí)驗(yàn)工作已經(jīng)被廣泛開展，并取得了很多有特色的研究結(jié)果。這些研究促使了我們利用理論手段來系統(tǒng)研究堿金屬摻雜硼團(tuán)簇的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)、穩(wěn)定性等，這些研究能夠可以豐富和完善摻雜硼團(tuán)簇，而且對(duì)于指導(dǎo)摻雜硼團(tuán)簇的實(shí)驗(yàn)室合成和功能性材料的發(fā)展提供重要的理論視野。本文主要利用高水平的理論計(jì)算對(duì)堿金屬摻雜硼團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、電子特性和穩(wěn)定性等進(jìn)行了詳細(xì)研究，對(duì)雙環(huán)硼結(jié)構(gòu)體系發(fā)表了一些新穎的研究結(jié)果，為硼團(tuán)簇的研究提出了新的理論視野。整篇論文的內(nèi)容如下：(1)第一章主要闡述硼原子的成鍵特點(diǎn)，摻雜硼團(tuán)簇及管狀硼團(tuán)簇的研究現(xiàn)狀。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分子軌道成分的計(jì)算[J]. 盧天,陳飛武.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(20)
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博士論文
[1]自旋電子學(xué)材料和光解水催化材料的第一性原理計(jì)算與設(shè)計(jì)[D]. 李星星.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3008636