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Fe-Ni混合团簇基态结构的遗传算法研究

戈禄慧  
【摘要】: 团簇作为微观原子分子和宏观固态物质之间的一种过渡状态,有着许多特殊性质。铁、钴、镍团簇作为过渡金属团簇在磁性和催化等方面具有独特的性质因此引起学者们的广泛关注。然而其混合团簇更可以通过在纯组分团簇中掺杂来提高单质团簇的相对稳定性并改变其性质。近年来,科研工作者已经开始关注FeNi混合团簇的结构与物性,目前对FenNim(n+m=13,38)基态几何结构详细研究尚未见报道。 本文采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法对不同组分的FenNim(N=n+m, N=13,38)混合团簇的基态结构和性质进行了模拟研究。结果显示: 1.对于13原子不同组分的FenNim混合团簇,基态几何构型均呈现为类似于单质团簇的二十面体结构,并且混合团簇中Fe原子首先占据二十面体结构的中心位置,表现出较强的规律性; 2.对38原子FenNim混合团簇,基态几何构型存在着截角八面体和类截角二十面体构型间的竞争:在轻混合程度(类掺杂)时( n≤15, 34≤n≤38),混合团簇基态几何构型为与纯的Fe38(Ni38)团簇基态结构相类似的截角八面体构型,而在重混合(n=16-33)情形时混合团簇基态呈现出类截角二十面体构型; 3. Fe1Ni12、Fe7Ni31及Fe14Ni24具有相对高的稳定性,可视为幻数结构团簇,对此,我们提出了基于有效键数的简化模型加以解释。


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