PDF《曹青松 邓开明》

X@C20F20(X = He, Ne, Ar, Kr)几何结构和电子结构的理论研究 曹青松 邓开明 Theoretical studies of geometric and electronic structures of X@C20F20 (X = He, Ne, Ar, Kr) Cao Qing-Song Deng Kai-Ming 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 65,

056102 (2016) DOI: 10.

7498/aps.65.056102 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.056102 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2016/V65/I5 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 富勒烯C20 四聚体的结构与性能研究 Study on the structure and properties of fullerene C20 tetramer 物理学报.2016, 65(2):

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207303 http://dx.doi.org/10.7498/aps.63.207303 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

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056102 X@C20F20(X = He, Ne, Ar, Kr)几何结构和 电子结构的理论研究? 曹青松1)2)? 邓开明2) 1)(南京理工大学泰州科技学院, 泰州 225300) 2)(南京理工大学应用物理系, 南京 210094) (

2015 年10 月15 日收到;

2015 年12 月17 日收到修改稿 ) 采用密度泛函理论中的广义梯度近似, 对X@C20F20 (X = He, Ne, Ar, Kr) 几何结构和电子结构进行了 计算研究. 几何结构优化发现: 惰性气体原子 X 内掺到 C20F20 笼后, 均稳定于碳笼中心, 随着内掺 X 原子序 数的增大, X 原子对 C20F20 笼的影响越来越大. 能隙、 内掺能和振动频率计算表明: 内掺 X 原子使得 C20F20 的稳定性得到了显著提升, X@C20F20 (X = He, Ne, Ar, Kr) 都具有良好的稳定性, 并且随着 X 原子序数的 增大, 其稳定性也基本呈现逐渐增强的趋势. 电子结构研究发现: X 原子对 X@C20F20 费米能级附近的占据 轨道基本没有贡献, 而对其未占据轨道贡献较大. 计算还发现: 在X@C20F20 中, He 和Kr 分别从 C20F20 的C笼上获得了 0.126 和0.271 个电子, 而Ne 和Ar 却分别向 C 笼转移了 0.060 和0.012 个电子. 由此可见: X 原 子与 C 原子之间都发生了电荷转移, C 笼上的 C 原子与惰性气体原子 X 间形成了一定的离子键. 关键词: 富勒烯, 几何结构, 电子结构, 密度泛函理论 PACS: 61.48.Cc, 73.22.Cf, 71.15.Mb DOI: 10.7498/aps.65.056102

1 引言自富勒烯 C60 [1] 被成功发现以来, 富勒烯及其 衍生物一直是科学家研究的热点之一 [2?4] . 富勒 烯及其衍生物结构最显著的特点在于其是一种中 空的笼状分子结构, 从而使得可以将各种不同的原 子、 分子及其团簇内掺到富勒烯笼内形成各种不 同的化合物, 这些化合物具有广泛而有潜力的应 用价值, 富勒烯内掺惰性气体原子就是其中的一 种. 1993年, Saunders 等[5] 在实验上成功合成出了 He@C60 和Ne@C60;