1。1。3 团簇研究的意义

团簇代表了固态物质的初始状态，是各种物质由小物质（原子或分子）向宏观大块物质的转变过程中的特殊物相。因此，团簇的研究有助于我们认识大块凝聚物质的一些性质和团簇同外界环境相互作用的规律等[3,4]。同时，团簇的科学研究属于多学科的交叉范畴，开展团簇研究能推动原子分子物理、凝聚态物理、量子化学、表面科学、材料科学等多个学科的积极发展。

由于团簇作为物质的第五态，其特殊的物理和化学性质，给一些新材料的开发和制备提供了条件，给许多科学的发展产生了巨大的影响。比如，具有纳米尺寸的半导体团簇就具有非线性的光学性质，从而使其能更好的运用在光物理和量子器件的研究中。某些团簇超导临界温度的大幅提高，使原本没有没有超导电性的材料具有了超导电性。而这些具有了特殊性能的材料被大量研究，分析，使之更好地运用在实际的生产生活中，未来的科技、材料发展具有更为广阔美好的前景。

1。2 (BN)n富勒烯的研究进展

    1991 年 Iijima[ 5] 发现碳纳米管以来，它就以其特殊的结构、良好的物理、化学性能，成为了国际上新材料和纳米技术的研究热点。随着对碳纳米管研究的不断深入[6-8]，科学家们大胆地将目光投向非碳纳米材料的研究，期望获得更有价值的发现。由于氮化硼( BN) 纳米管结构和碳纳米管的结构[9]有诸多的相似性, B 和 N 原子都是以 sp2杂化态形成平面的类似于石墨的结构，有着相似的晶格参数和键参数。因此，BN富勒烯和BN纳米管(B0ron flitride nanotubes简称BN NTs)成为非碳纳米材料的研究重点。1994年 Rubio等人[ 10] 用紧束缚分子动力学方法理论预测BN纳米管可以稳定存在。1995 年 Chopra 等人成功制备出了BN纳米管，他们采用的是等离子电弧放电法[ 11]。BN纳米管的电学性质和碳纳米管的有所不同，碳纳米管的禁带宽度会随着纳米管的直径和手性的变化而发生变化。而BN纳米管的禁带宽度是一定的，它并不会随着纳米管直径和手性的变化发生变化。

1。3 本论文的研究内容和意义

1。3。1 本论文的研究内容

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法和6-31G(d)基组，对(BN)25纳米管进行结构优化，找到能量最低的，确定其基态结构。然后，在基态稳定结构的基础上对它的光谱、极化率、芳香性、自然键轨道进行了计算研究。

1。3。2 本论文的研究意义

BN 纳米管有着不同于碳纳米管的电学性质。不论其直径和手性如何变化，BN 纳米管都有着大致一体的禁带宽度。除此之外，BN纳米管所特有的耐高温和抗氧化性等特性, 使它在实际的生产、生活中有着更实用的性质。

1。3。3 本论文研究的创新点

目前，对BN纳米管的研究主要是大分子的纳米管为主，对小分子的研究较少。同时，研究的BN纳米管的B原子和N原子都是偶数个，目前还没看到对奇数个B原子和N原子的研究。因此，对(BN)25纳米管的结构与性能的研究不仅具有较高的理论价值，而且能为小分子的BN纳米管的合成和应用起到推动作用，为新材料的开发和制备提供条件。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

第二章 理论基础和计算方法

2。1 量子化学的简介

量子化学是研究化学问题的一门基础学科，它是从理论化学演变而来的。20世纪20年代，三个人的出现，改变了历史。薛定鄂的波动方程、Heisenberg的矩阵力学、含相对论的Dirac方程创建了“量子力学体系”。20年代末，Heitler－London采用量子力学的原理和方法计算了H2分子的结合能，人们意识到了量子化学的重要性，而这也是量子化学计算的开始。