【摘 要】
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在过去的几十年,由于具有基础研究方面和技术应用上的双重意义,人们以极大的热情研究纯Ge,Si,C元素团簇的结构及其性质。本论文采用密度泛涵分子轨道计算方法,系统地研究了三元半
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在过去的几十年,由于具有基础研究方面和技术应用上的双重意义,人们以极大的热情研究纯Ge,Si,C元素团簇的结构及其性质。本论文采用密度泛涵分子轨道计算方法,系统地研究了三元半导体富碳微团簇的基态结构、红外振动、HOMO-LUMO能隙等电子性质,并首次系统地、用更为精确的二级微扰MP2理论方法,提出在半导体三元及四元环体系中普遍存在芳香性。 首先,在密度泛涵DFT和组态相互作用CISD等多种理论水平上,对半导体双体进行深入研究,预测AB双体(A,B=Ge,Si,C)的基态,并预测了二体团簇中A-B键强弱的相对顺序:C-C>C-Si>C-Ge>Si-Si>Si-Ge>Ge-Ge。在此基础上,我们主要预测了富碳体系Ge1SimCn(s=l+m+n≤10)团簇的基态结构以及电子性质。结果表明,富碳体系Ge1SimCn(s=l+m+n≤10)团簇趋向于形成线性或接近线性及环状的基态结构,这与富Si或Ge的三元混合团簇体系倾向于形成三维基态结构迥然不同。 本文还运用二级微忧mp2理论方法,对平面三元及四元环的半导体芳香核A3R3+,AB2R3+,GeSiCR3+及A4R42+的芳香性进行迄今为止最严格、最全面的定性与定量理论研究,发现它们的最高占有分子轨道HOMO都是离域的Π分子轨道,芳香核几何中心的核独立化学位NICS(Nucleus-Independent-Chemical-Shifts)均为较大(绝对值)的负值,因此判断它们都具有芳香性。我们做此结论还依据这些体系的能量、几何结构方面的性质。
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