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AlN体系由于在储氢材料、特殊光电材料方面的潜在应用被人们广泛关注。Al、N配对的Al12N12笼是AlN类富勒烯体系中较稳定的最小结构，它的几何结构和电子结构已被很多文献报道。本文探究了用Si替代Al12N12笼中的部分Al后形成的多电子的富勒烯SinAl12-nN12(n=1,2,4)，分析了稳定结构的几何和电子结构，并与Al12N12进行了对比。 Al12N12笼中只含Al-N键，用Si替代部分Al形成的结构只含有Al-N和Si-N键。用密度泛函理论B3LYP优化了SinAl12-nN12笼的几何结构，由于12个Al在等价的位置上，掺杂1个Si时只有1个结构，Si稍微突出笼面。掺杂2个Si时有5个异构体，2个Si在同一四元环的结构最稳定，其中1个Si突出笼外。掺杂4个Si时有27个异构体，4个Si在相对的两个四元环的结构最稳定，此结构与最稳定的Si2Al10N12是对应的，另外4个Si在相邻的两个四元环的结构也较稳定，因此Si形成Si2N2四元环的结构较稳定。用B3LYP/6-311g(d)计算的最稳定的SinAl12-nN12与Al12N12的结合能最大差值是0.55eV，用 MP2/6-311g(d)作对比计算，得到的最大差值仅是0.18eV，证明掺杂的SinAl12-nN12与纯的Al12N12的稳定性相当。 Al12N12笼的HOMO是三重简并的，主要由N2p组成，LUMO主要由Al3s组成，能隙为3.95eV。掺杂1个Si后较Al12N12多出1个电子，其HOMO是由Si3s3p和N2p组成的反键轨道，LUMO仍然主要由Al3s组成，能隙减小为1.98eV。最稳定的Si2Al10N12和Si4Al8N12的HOMO也是由突出Si3s3p和N2p组成的反键轨道，形成Si外侧的一对孤对电子，能隙分别为2.21eV和2.45eV。分子轨道组成显示Si和N的轨道重叠要比Al和N的好，如Si4Al8N12中Si-N和Al-N平均重叠积分分别为2.42，2.08，说明Si和N的共价相互作用比Al和N强。Al12N12中Al上的电荷为1.87，Si2Al10N12和Si4Al8N12中Al上的电荷为1.86~1.88，突出的Si上的电荷为1.20，未突出的Si上的电荷为2.11，但突出Si上有一对孤对电子处在远离N的一侧，形成较强的偶极矩，因此与N的离子相互作用也比较强。