典型半導體團簇及組裝材料的結構和電子特性 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

典型半導體團簇及其團簇組裝材料的結構及其電子性質的研究是當前團簇科學研究的熱點。本書采用**性原理中的各種方法對係列典型的半導體團簇的幾何結構和電子性質等進行理論研究，發現該類團簇的結構及其成鍵特徵、電子性質，為其他團簇的計算提供更為詳盡的信息。在研究半導體團簇的基礎上，首次探討基於典型半導體團簇的團簇組裝材料的結構特徵、電子特性等，為指導實驗産生新型半導體團簇、設計閤成具有精確可控性能的團簇組裝材料提供理論依據。本書可供物理、化學、環境、材料學和生命科學專業的科研人員、高校教師和研究生閱讀、參考。

作者簡介

雍永亮，博士，畢業於浙江大學凝聚態物理專業，現任職於河南科技大學物理工程學院，副教授。長期講授大學物理、數學物理方法等課程。

目錄

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 引言 1
1．1．1 能源與環境的挑戰 1
1．1．2 納米材料 3
1．2 團簇的研究對象和研究意義 5
1．2．1 團簇的研究對象 5
1．2．2 團簇的研究意義 8
1．2．3 超原子 9
1．3 團簇組裝材料 11
1．3．1 團簇組裝材料的研究對象和意義 11
1．3．2 團簇組裝材料的製備和錶徵 12
1．3．3 團簇組裝材料研究步驟 15
1．4 基於半導體團簇的組裝材料的研究內容 15
參考文獻 17
第2章 理論基礎 21
2．1 引言 21
2．2 第一性原理計算方法 21
2．2．1 Born-Oppenheimer絕熱近似 22
2．2．2 密度泛函理論（Density Functional Theory） 23
2．3 Dmol3軟件簡介 27
2．3．1 能量的求解和結構優化 27
2．3．2 Mulliken Population分析 31
2．3．3 諧振頻率計算 31
2．4 全勢能綫性Muffin-Tin軌道分子動力學方法 32
2．4．1 Muffin-Tin勢和Muffin-Tin軌道 32
2．4．2 力的計算 33
參考文獻 34

第3章 基於Zn12O12團簇的組裝材料的生長規律和電子特性的第一性原理研究 37
3．1 引言 37
3．2 計算方法和模型 38
3．3 結果與討論 39
3．3．1 ZnnOn（n=2～13）團簇的結構、穩定性和電子特性 39
3．3．2 Zn12O12團簇的結構和穩定性 41
3．3．3 Zn12O12團簇聚閤的生長規律 42
3．3．4 基於Zn12O12團簇組裝材料的電子結構和性質 47
3．4 結論 49
參考文獻 49
第4章 基於類富勒烯結構的M12N12（M=Al，Ga）團簇的組裝材料的結構和電子特性研究 53
4．1 引言 53
4．2 計算方法 54
4．3 結果和討論 56
4．3．1 M12N12（M=Al， Ga）團簇的結構、穩定性和電子特性 56
4．3．2 M12N12（M=Al， Ga）團簇的二聚物和四聚物的結構和穩定性 57
4．3．3 基於M12N12（M=Al， Ga）團簇組裝材料的電子結構和性質 61
4．4 結論 63
參考文獻 64
第5章 BnNn富勒烯的聚閤：一種新的生成 小直徑硼氮納米管的途徑 69
5．1 引言 69
5．2 計算方法 72
5．3 BnNn（n =12， 24）富勒烯及其聚閤的結構和電子特性 72
5．3．1 BnNn（n =12， 24）富勒烯的結構特徵和電子特性 72
5．3．2 BnNn（n =12， 24）富勒烯的生長規律 74
5．4 結論 76
參考文獻 77
第6章 碳化矽SinCn（n=10～15）團簇及基於Si12C12團簇的組裝材料的密度泛函理論研究 79
6．1 引言 79
6．2 計算方法和模型 81
6．3 結果和討論 82
6．3．1 SinCn（n=10～15）團簇的幾何結構和電子特性 82
6．3．2 基於Si12C12團簇組裝的納米綫的幾何結構和電子特性 91
6．4 結論 96
參考文獻 97
第7章 基於ZnnSn（n=12， 16）團簇的低密度納米介孔材料的理論研究 101
7．1 概述 101
7．2 計算方法和模型 102
7．3 Zn12S12和Zn16S16團簇及其組裝材料的研究 103
7．3．1 獨立的Zn12S12和Zn16S16團簇 103
7．3．2 團簇之間的相互作用 103
7．3．3 基於ZnnSn（n=12，16）團簇組裝材料的結構和電子性質 106
7．4 結論 112
參考文獻 112

精彩書摘

　　《典型半導體團簇及組裝材料的結構和電子特性》：
　　對上述二元半導體團簇研究最為廣泛的仍然是基於第一性原理方法的理論研究。到目前，各種半導體團簇的結構特徵，物理、化學性質已經得到詳細而係統的研究。對於化學計量的不同尺寸的二元半導體團簇，理論預測它們的能量最低結構（即基態結構）具有極為明顯的結構相似性。它們的結構模型基本上可以分成四類：最小尺寸的團簇基本上具有平麵結構；中小尺寸的團簇的結構模型為球形籠狀結構，此時團簇中的每個原子都有三個鍵與周圍的其他原子發生相互作用；稍大尺寸的團簇都具有“洋蔥”狀（onion—like）的結構模型，也就是籠狀結構，此時每個原子都有四個鍵與周圍的原子發生作用；對於更大尺寸的團簇，其結構就可以直接從塊體材料上通過各種物理或化學方法切割得到，此時的團簇內部的原子排列已基本類似於塊體材料，而錶麵的原子由於極強的量子尺寸效應而呈現齣不同於內部的結構特徵。通過研究發現，對於小尺寸的團簇，當尺寸大小為12、16等的時候，團簇齣現幻數特徵，說明這些團簇相當穩定，如Zn12O12、B12N12、Al12N12等（53，57—70）。但是需要注意的是對於小尺寸的SinCn（n＜16）團簇，理論研究發現，其基態結構並不像ZnnOnBnNn等那樣，兩種元素交替排列成具有高對稱性的籠狀結構，而是Si原子和C原子呈現齣明顯的分離特徵，並分彆組成自己的子單元。C原子組成的結構類似於富勒烯中的C原子的排布，但是由於Si原子的sp3雜化，其組成的結構並沒有規律可循（71—73）。
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