Cu_mX_n（X=Se,Te;m+n≤5）团簇结构和性质的密度泛函理论研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目CumXn（X=Se,Te;m+n≤5）团簇结构和性质的密度泛函理论研究学科专业凝聚态物理学号201521040303作者姓名郭家兴指导教师邬劭轶教授分类号密级注1UDC学位论文CumXn（X=Se,Te;m+n≤5）团簇结构和性质的密度泛函理论研究（题名和副题名）郭家兴（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

2、日期2018.03论文答辩日期2018.05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。DensityFunctionalTheoryStudyontheStructureandPropertiesofCumX（nX=Se,Te;m+n≤5）ClustersAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:CondensedMatterPhysicsAu

3、thor:GuoJiaxingSupervisor:Prof.WuShaoyiSchool:SchoolofPhysics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作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或＃１写过的研宄成果，也不包含为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究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。部备二作者签名：：〇＞日期＞／８年１月＿Ｔ日论文使用授权

4、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）料％艰较：作者签名导师签名：卿曰期：ｙ／沒年ＪＴ月奵日摘要摘要基于密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法，采用LANL2DZ赝势基组优化了CumXn（X=Se,Te;m+n≤5）团簇的几何构型，

5、获得了一系列稳定结构，研究了该团簇体系基态结构的相关物理和化学性质。在基态结构和稳定性方面，CumXn（X=Se,Te;m+n≤5）基态结构随Cu原子数m的递减，由复杂的平面和立体构型变为简单的平面或直线构型。CumSen和CumTen的基态结构相似且对称性相同，自旋多重度普遍较小，对称性普遍较高。CumTen中的Cu-Te键长略长于CumSen中的Cu-Se键长，表明Cu-Te键略弱于Cu-Se键。平均结合能显示Cu3Se2和Cu3Te2、Cu2Se2和Cu2Te2、Cu2Se和Cu2Te分别为m+n=5、4、3时硒和碲团簇热力学

6、稳定性最高的体系。分子电负性则显示Cu2Se3和Cu2Te3、CuSe3和CuTe3、CuSe2和CuTe2分别是m+n=5、4、3时对成键电子吸引最强的团簇。能隙分析揭示Cu2Se3和Cu3Te2、Cu2Se2和Cu2Te2、CuSe2和CuTe2分别是m+n=5、4、3时化学稳定性最高的体系，其中Cu2X2（X=Se,Te）均为CumXn（m+n≤5）中化学稳定性最高的团簇。此外，CuX4、Cu4X、Cu3X、Cu2X（X=Se,Te）、CuTe3以及CuTe2团簇表现为低于3eV的能隙值，预示它们可望成为有前景的半导体纳米材料

7、。在电子结构方面，CumSen和对应CumTen的态密度曲线形状大体相似，这归因于Se和Te元素位于元素周期表中同一主族，因而具有相似的电子性质。靠近费米能级左右两侧尖峰的距离与其共价相互作用密切相关。态密度图的几个峰集中在21.77至5.44eV区间，其中总态密度的最高峰大约集中在0.3a.u.（8.16eV）处，电子则主要集中在费米能附近。CumXn基态结构的磁矩大体上由X原子局域磁矩贡献，且与对称性密切相关，处于对称位置的原子具有相等的局域磁矩。该团簇体系中既有铁磁性耦合，又有反铁磁性耦合。该团簇体系的极化率张量的分部主

8、要集中在XX、YY和ZZ主轴方向。Cu4Se和CuTe4原子之间成键的相互作用较强，非线性光学效应也较强，易在外电场下极化。碲团簇中CuTe4单个原子极化率张量平均值<>最大（≈37.52a.u.），其电子结构相对不稳定，离域效应也