FeSn（n＝1～6）團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)-論文.pdf

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1、第42卷第14期廣州化工Vo1．42No．142014年7月GuangzhouChemicalIndustryJu1．2014FeSn(n=1～6)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)術(shù)趙高峰(河南大學(xué)物理與電子學(xué)院，河南開封475004)摘要：利用密度泛函理論對(duì)FeS(n：1～6)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。綜合FeS團(tuán)簇基態(tài)的平均結(jié)合能、二階能量差分、垂直電離勢(shì)、最高占據(jù)分子軌道與最低未占據(jù)分子軌道之間的能隙(HOMO—LUMO—Gap)分析可知，n=4時(shí)FeS的穩(wěn)定性最顯著。關(guān)鍵詞：鐵硫團(tuán)簇；密度泛函理論；結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性中圖分類號(hào)：0641文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001—9677(

2、2014)014—0088—04StructuralandElectronicPropertiesofFeS(n=1～6)ClustersZHAOGao——feng(SchoolofPhysicsandElectronics，HenanUniversity，HenanKaifeng475004，China)Abstract：ThestructuralandelectronicpropertiesofFeS(n：1—6)wereinvestigatedbydensityfunctional—theory．Thecalculatedresultsontheaveragedbin

3、dingenergy，second—orderdifferenceofclusterenergies，theverticalionizationpotentialsandHOMO—LUMOgapsindicatedthatthestabilitywasmoreprominentatn=4．Keywords：FeSclusters；densityfunctionaltheory；structureandstability鐵硫團(tuán)簇普遍存在于生物體中。鐵硫蛋白正是基于鐵硫團(tuán)確定自旋多重態(tài)下每一種FeS團(tuán)簇的初始構(gòu)型。模擬軟件選擇簇而具有優(yōu)異的電子傳遞功能，在許多新陳代謝反應(yīng)中扮演

4、著MaterialStudio中的Dmol3程序包，工作方式選擇廣義梯度近似重要角色，如攜帶和儲(chǔ)存氧氣、運(yùn)送二氧化碳、底物催化轉(zhuǎn)化GGA—PW91，考慮原子自旋，并且Smearing取0．005Ha。在等，同時(shí)在基因表達(dá)調(diào)控方面也發(fā)揮著重要的作用。鐵硫團(tuán)簇該設(shè)置子下對(duì)各設(shè)想模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到該設(shè)置下的最優(yōu)因其優(yōu)異的功能已引起了的廣泛的關(guān)注，因此研究鐵硫團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)，并得到優(yōu)化后構(gòu)型的總能量，結(jié)合能，Homo—Lumo—性質(zhì)研究顯得尤為重要。J。并且隨著各種移動(dòng)式電子設(shè)備以Gap以及自旋多重度s等數(shù)據(jù)。同時(shí)在該優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，及電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的發(fā)展，對(duì)為其提供能量

5、的鋰離子計(jì)算垂直離化勢(shì)和電子親和勢(shì)，研究構(gòu)型加一個(gè)電子，減一個(gè)電池性能提出了更高的要求，過渡金屬硫化物作為鋰電池電電子的穩(wěn)定性。極材料，因能量密度大、導(dǎo)電性能好、價(jià)廉、無污染、安全等得到上述數(shù)據(jù)后，通過比較總能量得到各FeS的基態(tài)團(tuán)特點(diǎn)而受到高度重視，其中用FeS合成的活性材料制備的陰簇，并通過分析結(jié)合能、二階差分能，垂直離化勢(shì)，Homo—極，電池的充、放電性能明顯提高。因此FeS在Li電池的應(yīng)Lumo—Gap，電子親和勢(shì)隨n的變化關(guān)系，比較FeS(n=l～用方面潛在能力也很大。6)的相對(duì)穩(wěn)定性及化學(xué)特性的差異。但經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)多數(shù)研究主要集中在(FeS)或FeS(n=1、2

6、)上面。然而FeS(n=3～6)也具有其獨(dú)特的性質(zhì)，類2結(jié)果與討論似的研究并不多，其中汪樹軍等對(duì)FeS(n=1～6)做了一定的2．1FeS團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)及其分析研究，包括分子的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性、光譜性質(zhì)及晶體結(jié)構(gòu)性等，但未發(fā)現(xiàn)其對(duì)FeS(n=1—6)各種性質(zhì)的整體變化趨勢(shì)做出研在圖1中我們把FeS團(tuán)簇按總能量從低到高排列，其中究判斷。為了挖掘更多的內(nèi)容，我們決定應(yīng)用密度泛函理FeS一M代表排序后FeS的M種構(gòu)型。由圖1可見，在各論，第一性原理，對(duì)FeS(n=l～6)團(tuán)簇進(jìn)行研究，尋找出FeS團(tuán)簇的構(gòu)型中，F(xiàn)eS一l結(jié)構(gòu)結(jié)合能最小，所以FeS一1FeS(n=1—6)各種可能存在的

7、構(gòu)型，找出基態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分代表不同n取值的基態(tài)結(jié)構(gòu)。在上圖中我們只給出了各不同結(jié)析它們的幾何結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性，電子特性，磁學(xué)性質(zhì)等，并對(duì)構(gòu)鐵硫團(tuán)簇的對(duì)稱性和結(jié)合能，但為了對(duì)n取不同值的鐵硫團(tuán)FeS(n=16)各性質(zhì)隨n的變化趨勢(shì)做出一定分析。簇的幾何結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性，電子特性，磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，我們?cè)谙卤碇薪o出經(jīng)過計(jì)算所得的具體參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行更深一步1計(jì)算方法的分析，具體數(shù)據(jù)見表1。我們?cè)贔eS分子已知的前提下，盡可能多地設(shè)想出在某一基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(No：10804027)，河南省教育廳自然科學(xué)基金(No：2