Wn与WnN团簇结构稳定性研究：N原子掺杂的影响

"这篇论文是关于Wn与WnN(n=1～5)团簇的结构和稳定性的研究，采用B3LYP杂化密度泛函理论进行计算，探讨了钨团簇(Wn)与氮掺杂钨团簇(WnN)在不同尺寸下的结构变化和物理性质演变规律。" 在纳米科学领域，金属团簇因其特殊的表面原子比例和高活性而备受关注。Wn团簇作为其中的一类，其表面原子占比较高，由于配位不完整，它们的能量状态较高，易于参与化学反应，这使得Wn团簇在吸附和催化等应用中展现出不同于常规材料的特性。论文特别聚焦于N原子掺杂对Wn团簇的影响，这是混合/掺杂团簇研究的一个热点。 研究者使用了B3LYP杂化密度泛函理论，这是一种广泛应用在量子化学计算中的方法，结合6-311++G和LANL2DZ赝势基组，对Wn和WnN(n=1～5)的稳定结构进行了模拟计算。这种计算方法能有效地预测和解释团簇的几何构型和电子性质。实验背景提到，通过激光蒸发产生的Wn团簇束与N2分子反应，发现反应性与团簇尺寸密切相关，这提示了团簇的几何结构对N2分子解离能力的影响。 论文的核心在于分析纯Wn团簇和掺杂后的WnN团簇在结构上的差异，以及随着团簇尺寸增大，这些结构和物理性质如何变化。这不仅涉及团簇的几何形状，还可能包括电子结构、磁性、电荷分布等因素。对于N原子掺杂，可能引起团簇稳定性的改变，影响其化学反应性，甚至可能导致新的物理现象出现。 通过这样的研究，可以为理解和设计具有特定功能的金属-氮团簇提供理论基础，例如在催化、能源转换、光电子器件等领域有潜在的应用价值。论文的结果对于深入理解钨-氮体系的化学反应机制，以及指导实验合成具有预期性能的新型纳米材料具有重要意义。 关键词涵盖了团簇的结构、密度泛函方法，以及相关的科学研究领域，如纳米科学、材料科学和表面化学。这项工作是辽宁省高校科研计划等多个项目的成果，体现了学术界对团簇科学的持续关注和投入。作者简介中提到了许雪松博士，她是大连海事大学的副教授，专注于相关领域的研究，这也反映了我国在该领域内的研究实力。