铜团簇的稳定构型和能量的计算机模拟研究

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近年来,由于团簇具有特殊的几何结构和奇特的物理化学性质以及潜在的应用背景,因此引起人们的广泛关注。本工作在系统调研的基础上,采用蒙特卡洛方法(Monte Carlo Method)和嵌入原子方法(Embedded-atom Method)势函数对金属铜团簇Cun(n=71-150)体系的结构及能量进行了模拟研究。主要进行了以下几方面的工作:1、小铜团簇嵌入原子势模型的参数修正及应用;2、铜团簇的结构和能量随原子数的变化。本工作得到了以下几个有意义的结果:1、在原子数目n=2-20的情况下,嵌入原子势模型中的参数分别取α=5.858,β=5.892,γ=6.258时,能更好的描述铜团簇的性质;而当n>20的时候,描述铜团簇利用α=5.90,β=5.85,γ=6.30更好;2、铜团簇Cun(n=71-150)的结构大部分是建立在二十面体基础上,通过添加或减少原子形成的,但也有少数呈现出奇异结构,如n=112,119,130,141,团簇呈现出类十面体和面心立方结构;3、Cu147原子体系形成以三层二十面体结构为基础,个别原子在第四层的较对称结构。Cu148、Cu149和Cu150则是在Cu147的三层二十面结构基础上添加一个、两个和三个原子形成的;4、当n=77,90,95,117,121,131,135,139,142时,团簇形成较稳定结构,称为团簇的幻数。5、对n>150的铜团簇体系,蒙特卡洛方法在计算其结构和能量时效率不是很高,应采用更有效的方法来模拟运算。
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