CunZn(n=1～12)团簇结构和性质的第一性原理研究

冯江平 邝向军

(西南科技大学理学院 四川绵阳 621010)

虽然人们对于铜锌混合团簇以及Zn掺杂Au,Ag,Cu团簇有了很多研究[7-9]，但迄今为止还没有对双金属CunZn(n=1～12)团簇进行系统性的理论研究。它们的键长和价键的功能仍然是未知的，其几何结构和特性是否与纯铜团簇的几何结构和特性存在很大的不同？因此，需要了解CunZn(n=1～12)团簇的几何结构和能量结构等。本文基于密度泛函理论，在GGA-PW91交换关联势上对CunZn(n=1～12)团簇进行全电子标量相对论(AER)研究，重点研究杂质Zn对小铜团簇的几何结构、能量结构和相对稳定性的影响，对于全面了解铜锌团簇的结构和性能具有积极意义。

1 方法和模型

本文使用了基于密度泛函理论原理的计算软件包 Dmol3,参数选取了广义梯度近似(GGA)中的PW91交换关联势，使用了双数值基组(DNP)和全电子相对论赝势,明确包含所有电子，并将相对论效应引入核心，这样尽管计算成本最高，但却是最精确的。自洽场的能量收敛标准为1.0-6u，为了更快地计算，将拖尾数值设置为0.005 Ha。而在结构优化过程中，最大力设置为0.002 Ha/Å(1 Ha=27.211 eV,1 Å=0.1 nm,下同)，最大位移设置为0.005 Å，最大能量设置为1.0-5Ha，同时设置了自旋和结构对称性不受限制且多重态自选。此外，通过在相同理论水平上计算谐波振动频率，确定了优化几何的稳定性，没有任何虚频。

初始几何形状的选择对所获得的最低能量结构的可靠性很重要，在这项工作中，我们将通过以下方式获得初始结构。首先，参考对铜团簇结构的已有研究，对铜团簇进行了优化，获得了铜团簇的最低能量几何结构。……