【摘 要】
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团簇由于其独特的性质,在材料科学中占有重要地位。团簇的性质取决于其组成、大小、几何形状和电荷状态,这为调控设计团簇来适应不同的应用提供了巨大的潜力。IIIA族元素（Al、Ga、In）是缺电子的,掺杂过渡金属（TM）可以提供电子并提高团簇稳定性,因此有利于形成TM封装的聚阴离子。IIIA元素与TM及碱金属或碱土金属形成的化合物由于其结构的多样性、新颖的化学键和特殊的物理性质而引起了极大的兴趣。本文采
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团簇由于其独特的性质,在材料科学中占有重要地位。团簇的性质取决于其组成、大小、几何形状和电荷状态,这为调控设计团簇来适应不同的应用提供了巨大的潜力。IIIA族元素（Al、Ga、In）是缺电子的,掺杂过渡金属（TM）可以提供电子并提高团簇稳定性,因此有利于形成TM封装的聚阴离子。IIIA元素与TM及碱金属或碱土金属形成的化合物由于其结构的多样性、新颖的化学键和特殊的物理性质而引起了极大的兴趣。本文采用进化算法结合自旋极化的密度泛函理论研究了In8MNan（M=Fe,Cr;n=0,2,4,6,8）的全局最低能量结构。稳定性分析表明,Fe掺杂比Cr掺杂对于增强团簇稳定性要更加明显。在In8MNan中,Fe原子位于In8簇形成的骨架中;对于In8Cr-a和In8Cr Na8,Cr原子位于In8簇形成的骨架内,而在其他情况下,Cr原子位于In8簇骨架外。对态密度和分子轨道的分析表明,In原子的5s轨道与其他原子轨道不发生相互作用,形成位于价态中较低的超原子轨道中。在In8Fe Nan中,Fe原子的3d轨道与In 5p形成的超原子轨道发生强烈相互作用,不同的相互作用模式竞争,使电子基态成为单重态或三重态。在In8Fe Nan的三重态中,α轨道具有三个或四个位于Fe原子上的3d轨道;对于单重态,不存在纯3d原子轨道,较高的态表现出Fe 3d原子轨道与In 5p组成的超原子轨道之间具有明显的成键或反键相互作用。In8Cr Nan中,电子基态是三重态,五重态和七重态。这是由于Cr原子具有半填充3d和4s轨道,比Fe原子的磁矩要大。
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