CAJ | 학술논문

运用密度泛函理论的UB3LYP/LanL2DZ方法研究了无限长封装过渡金属Cd的棱柱型硅纳米管,并讨论了它们的总能量、原子平均结合能、Mulliken原子净布局、HOMO-LUMO能隙以及电偶极距.计算结果表明无限长封装Cd的四棱柱型硅纳米管基本保持管状结构,而相应的五棱柱型则发生严重畸变.它们的最低能结构都是自旋单重态.无限长封装Cd的五棱柱型硅纳米管中所有Cd原子的Mulliken原子净布局都为正,说明电荷是从Cd原子向Si原子转移,Cd原子是电荷的施体.而有趣的是相应的四棱柱型硅纳米管里两端的Cd原子的Mulliken原子净布局为正,即Cd原子是电荷的施体,但是中间的Cd原子的的Mulliken原子净布局却为负,即电荷由Si原子向Cd原子转移,Cd原子是电荷授体,Si原子是电荷的授体,出现了电子反转.计算的HOMO-LUMO能隙说明无限长封装Cd硅纳米管中五棱柱HOMO-LUMO能隙小于四棱柱型的HOMO-LUMO能隙,说明无限长五棱柱型Cd-Si纳米管的化学活性大于相应的四棱柱型Cd-Si纳米管,且它们的HOMO-LUMO能隙均小于1.5 eV,说明它们具有半导体特性.计算的电偶极矩结果显示,无限长封装Cd的硅纳米管中,五棱柱型的硅纳米管的电偶极距为2.084 Debye,而四棱柱型的电偶极距却为零,说明无限长封装Cd的硅纳米管中四棱柱型的是非极性的,而五棱柱型的则是极性的.
운용밀도범함이론적UB3LYP/LanL2DZ방법연구료무한장봉장과도금속Cd적릉주형규납미관,병토론료타문적총능량、원자평균결합능、Mulliken원자정포국、HOMO-LUMO능극이급전우겁거.계산결과표명무한장봉장Cd적사릉주형규납미관기본보지관상결구,이상응적오릉주형칙발생엄중기변.타문적최저능결구도시자선단중태.무한장봉장Cd적오릉주형규납미관중소유Cd원자적Mulliken원자정포국도위정,설명전하시종Cd원자향Si원자전이,Cd원자시전하적시체.이유취적시상응적사릉주형규납미관리량단적Cd원자적Mulliken원자정포국위정,즉Cd원자시전하적시체,단시중간적Cd원자적적Mulliken원자정포국각위부,즉전하유Si원자향Cd원자전이,Cd원자시전하수체,Si원자시전하적수체,출현료전자반전.계산적HOMO-LUMO능극설명무한장봉장Cd규납미관중오릉주HOMO-LUMO능극소우사릉주형적HOMO-LUMO능극,설명무한장오릉주형Cd-Si납미관적화학활성대우상응적사릉주형Cd-Si납미관,차타문적HOMO-LUMO능극균소우1.5 eV,설명타문구유반도체특성.계산적전우겁구결과현시,무한장봉장Cd적규납미관중,오릉주형적규납미관적전우겁거위2.084 Debye,이사릉주형적전우겁거각위령,설명무한장봉장Cd적규납미관중사릉주형적시비겁성적,이오릉주형적칙시겁성적.