摘要：本论文采用CALYPSO方法，基于全局搜索方法，结合密度泛函理论对(GaSb)n (n>=3)团簇的结构进行预测和分析。我们对团簇的几何结构特征及键长变化等进行分析，并结合电子结构特征和电荷布居的分析，发现随着团簇的增加，Ga-Sb平均键长逐渐变短，也说明了随着原子数增加，原子之间的作用更强，团簇更稳定。该研究有助于增强人们对GaSb团簇性质的理解和应用。74182

毕业论文关键词：GaSb团簇，CALYPSO，密度泛函理论，电荷转移

Abstract: This paper adopts the method of CALYPSO which is based on the global search method and combined with density functional theory to forecast and analysis on the structure of (GaSb) n (n > = 3) clusters。 We analyze the geometric structure characteristics of clusters and the charge distribution。 We found that with the increase of clusters, Ga-Sb average bond lengths are shorter。 It also shows that with increasing number of atom, the interaction between the atoms become stronger and the clusters expected to be more stable。 The study is helpful to strengthen understanding of nature of GaSb clusters and application。

Keywords: GaSb Cluster, CALYPSO, Density Functional Theory, electron transfer

目  录

1 前言 4

2计算模拟参数计算 4

3 结果与讨论 5

3。1 几何结构 5

3。2电子结构特征和电荷布居分析 6

结  论 9

参考文献 10

致  谢 11

1 前言

团簇的物理和化学性质的研究是当前研究的一个热点，而团簇的性质主要依赖于其组成的原子个数。由不同原子数所构成的团簇，其结构和性质各异，大部分团簇分子表现出与块材料截然不同的性质。在过去几年中，人们对于团簇的几何结构的理论预测给予了极大的关注[1]。要了解团簇的电子特征及其性质，首先要在几何结构上进行分析。利用理论模拟的方法来预测团簇的结构，是一种比较廉价的方法，只需在计算机上进行模拟分析，且得益于当前理论的发展和计算机技术的进步，理论预测已经成为实验研究的一种重要补充手段。如何恰当的运用模拟方法来预测团簇的几何结构，是人们研究的第一步。但是对于不同原子数构成的团簇几何结构设计时都是基于经验性势场，这样的方法具有一定的局限性，特别是在生成结构时，人为的选取和操作，费时费力，不易于全局搜索，易漏掉全局最小点[2]。如何由计算机无偏爱的搜索全局结构并进行分析比较是很多人所关心，目前非常活跃的一种方法为CALYPSO方法，由吉林大学的马琰铭教授课题组发展了新的团簇预测方法[3-5]。本文所用的方法即采用了该方法。论文网

III-V族材料是一种重要的明星材料，被认为是取代硅基材料的重要候选者，大量实验和理论研究工作已经围绕该方面展开。特别是，作为一个重要的p型半导体技术，越来越多的注意力都集中在GaSb 纳米线上，因为其拥有适当的带隙(约0。726 eV)，且在所有III-V材料中其空穴迁移率最高（μh ∼ 1000 cm2V-1s-1）[6]。研究发现，GaSb可用于红外探测器，红外发光二极管，激光，晶体管和热光伏系统等[7]。目前大多数工作主要基于实验研究，理论上对GaSb团簇的研究还较少。Pandey等从理论上分析了(GaSb)n (n= 1, 2, 3)及对应的阴阳离子的结构和性质[8]。不过其采用了人工构建模型的方法，因此该方法无法进行更多原子的团簇结构分析。本文即在该研究基础上，采用CALYPSO方法，基于全局搜索方法，结合密度泛函理论方法对(GaSb)n (n>=3)的结构进行预测和分析。