V_mF_n(m=1,2;2≤n≤7)团簇结构和性质的理论研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目VmFn(m=1,2;2≤n≤7)团簇结构和性质的理论研究学科专业凝聚态物理学号201521040302作者姓名彭莉指导教师邬劭轶教授分类号密级注1UDC学位论文VmFn(m=1,2;2≤n≤7)团簇结构和性质的理论研究（题名和副题名）彭莉（作者姓名）指导教师邬劭轶教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业凝聚态物理提交论文日期2018.04论文答辩日期2018

2、.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。TheoreticalStudyontheStructureandPropertiesofVmFn(m=1,2;2≤n≤7)ClustersAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:CondensedMatterPhysicsAuthor:PengLiSupervisor:Prof.WuShaoyiSchool:Schoo

3、lofPhysics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方，也不包含为夕卜，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意■。：作者签名：ｆｅ系年夂月，）日期论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文，的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文

4、被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：夭＿日期：年爻月＋摘要摘要过渡金属-非金属混合团簇具有独特的光电、热电、导电、表面吸附、超卤性、磁性以及非线性光学等性质。过渡金属中的钒具有独特的可变价态、高熔点、顺磁性和抗腐蚀等特点，而典型的非金属氟则易与多种金属结合成各种氟化物。关于钒纯团簇已有大量的研究工作，而针对二者的混合团簇VmFn结构和性质的研究却鲜有报道。因此，对上述混

5、合团簇的研究有助于揭示此类体系性能与结构的关系及其变化规律，从而具有重要的科学研究意义。本论文对中性和阴离子VmFn(m=1,2;2≤n≤7)团簇进行了密度泛函理论（DFT）研究，采用Gaussian09软件计算了VmFn团簇的几何构型、相对稳定性、电子结构和谱学（IR、Raman和UV-Vis）等性质。本文首先对VF0,−n(1≤n≤7)团簇进行了研究，发现中性和阴离子VFn团簇的基态构型在n=1-4时相似，而电子性质则与团簇的几何结构和n值有关。n≥4的团簇具有较高的绝热电子亲和力（AEA），显示出超卤性，其中VF6尤其明显。进一步分析VF6和Li之间的

6、相互作用表明LiVF6为高稳定性盐，非常类似于卤素与碱金属反应得到的盐。在对VF0,−n(1≤n≤7)团簇进行磁矩分析时，发现团簇磁矩都不为0（VF−5和VF6除外）。紫外可见分析中，中性和阴离子VFn团簇在200-350nm范围内的最高和次高UV-Vis吸收峰主要归因于F2p和V3d轨道之间的电子跃迁。而中性和阴离子VFn团簇（n=1,3,4）和VF2团簇在可见光区（500-800nm）具有明显吸收，表明这些体系可能具有可见光波段的光催化性质。其次对V0,−2Fn(2≤n≤7)团簇进行了研究，发现优化后的V2Fn(2≤n≤7)团簇的基态结构的自旋多重度普遍

7、较高，计算得出V0,−2F6稳定性最高。V2Fn团簇的亲和能计算表明，仅V0,−2F7具有超卤性。V2Fn混合团簇总磁矩范围在3-7B，主要源于具有未满d壳层的V对磁矩的贡献，且团簇中处于对称位置的原子具有相同的磁矩。V−−2F2团簇对外场的各向异性响应最弱，而V2F5团簇最强。此外，通过对VmFn(m=1,2;2≤n≤7)团簇体系进行综合分析发现，团簇的红外和拉曼谱中的振动峰很大程度上均归因于F原子的伸缩振动，而随着V原子个数的增多，团簇总磁矩整体呈增大趋势，超卤性则为减弱趋势。关键词：密度泛函理论（DFT），VmFn团簇，几何构型，电子结构ⅠABSTR

8、ACTABSTRACTTransitionmetal