密度泛函理论下OsSn(n=1-7)团簇的结构与稳定性研究

本文主要探讨了基于密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)对OsSn(n=1~7)团簇的结构与稳定性进行深入研究。DFT是一种广泛应用于计算化学中的理论框架，它通过将电子在给定势场中的行为简化为统计力学问题，从而预测分子或团簇的结构和性质。 首先，研究者们针对Os掺杂硫原子团簇这一特定系统，利用DFT方法优化了OsSn系列团簇的几何结构，从n=1到n=7，这涵盖了不同的组分比例。他们发现，当n值小于或等于5时，OsSn团簇的基态结构表现为以中心Os原子为核心的发散状结构，这体现了Os原子与周围S原子之间的紧密相互作用。然而，当n值超过5后，团簇的基态结构发生转变，以OsS4核心结构为基础，剩余的S原子形成附加环状结构，这种构型的变化反映了团簇尺寸增大时结构的自组织效应。 其次，研究者们对这些基态结构进行了细致的分析，包括计算平均结合能、二阶差分能、离解能以及能隙，这些参数是评估团簇稳定性的关键指标。结果显示，随着n值的增加，OsSn团簇的能量参数呈现出先升后降的趋势，其中OsS3团簇的能量参数最高，这意味着它是最稳定的结构。这个发现对于理解OsSn团簇在不同情况下的化学反应性和电子性质具有重要意义。 最后，这项研究为OsSn(n=1~7)团簇作为半导体电子材料的合成提供了有价值的指导。由于Os掺杂硫团簇的稳定性与其结构密切相关，确定了最稳定的OsS3结构，意味着在实际材料设计和制备过程中，可以优先考虑使用这种结构，以实现更高效的性能和稳定性。 通过对OsSn(n=1~7)团簇的密度泛函理论计算，研究人员揭示了团簇的结构演变规律及其稳定性特征，为设计和优化含锇硫半导体材料提供了科学依据，进一步推动了纳米科技领域尤其是簇合物化学的发展。