论文部分内容阅读
Si,C,N,S化学已经在各种领域中引起了相当大的关注。硅作为一个非常有吸引力的微电子学材料,已经被应用到光电学、合成、Gap/SiOX纳米电缆、特性的纳米硅(C–nano-SiC–B4C, SiC纳米管(SiCNTs))等。碳和氮也是十分重要的有机元素,它们广泛存在并应用于核酸的研究中。硫化合物大量存在于煤炭、石油和动植物中。在天体物理学中,它们扮演着尤其重要的角色。到目前为止,在星际空间中被探测到一些含有硅、碳、氮、硫的分子和离子已经,如:SiCn (n=1-8), CnS (n=1-3), CnO (n=1,2,3,5), CO+, SO+, NP, NO, NS, SO等。此外, SiS, SiC7, Si2NS, SiCN+, CN, CnS (n=1-6), NCnS (n=1-7), NS+和NS等分子或离子也进行了大量的实验和理论研究。我们针对[Si, C, N, S]体系,在B3LYP/6-311G(d)水平下,对异构体的结构、相对能量、振动模式、解离途径和光谱特性做了充分的理论计算。动力学稳定的异构体结构以及和它们相关的过渡态在QCISD/6-311G(2d)水平下,进一步优化。主要解决了以下几个问题:(1)在[Si, C, N, S]异构体中,哪一个结构是全局最稳定的异构体呢?(2)这些相对稳定的异构体,它们的成键性质是什么呢?(3)哪些碎片可能结合并且形成稳定的异构体呢?(4) [Si, C, N, S]分子和类似的分子如:[Si2, N, S], [Si, C, P, S], [Si, C, N, O]的相同点和不同点是什么呢?结论:我们用密度泛函理论和从头算方法,系统的得出了[Si, C, N, S]异构体的势能面。18个异构体通过25个过渡态相互连接。同时也预测出6个线形异构体,它们都具有较高的动力学稳定性,并有望在将来的实验上和天体物理学中被探测到。我们对这些相对稳定异构体的振动结构进行了详细的分析。另外,讨论了与类似团簇如:[Si2, N, S], [Si, C, P, S], [Si, C, N, O]和[Si, C, N, S]之间的相同点与不同点也进行了讨论。希望我们对[Si, C, N, S]的理论研究成果,能够对将来的实验研究和星际探测提供有价值的帮助。