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本文基于密度泛函理论(DFT),采用广义梯度近似(GGA)下的PW91交换关联和双数值极化函数基组(DNP)设置,研究了AgSin(n=1-21)团簇和异种3d过渡金属掺杂Si20团簇的结构、稳定性以及电子特性,主要研究结果如下; AgSin(n=1-21)团簇的生长特点;当n≤4时,团簇为二维的平面结构,在n=5开始以三维结构盖帽生长,随着团簇尺寸的增大,Ag原子逐渐陷入Si笼内部,在n=18开始,Ag原子完全进入Si笼内部形成Ag@Sin结构;对结合能分析我们得出;同种尺寸的AgSin团簇的平均每原子结合能都略高于纯硅团簇,说明Ag原子的加入并没有增强团簇的稳定性;团簇的裂化能和二阶差分能分析一致表明;AgSin团簇在n=5、10、13、15、18处出现极大值,说明n=5、10、13、15、18的团簇为幻数团簇;对团簇的HOMO-LUMO能隙以及化学硬度分析发现,AgSin团簇的能隙值和化学硬度都低于纯Si团簇,说明Ag原子的掺入增强了团簇的化学活性;Hirshfeld电荷分析表明,Si原子的电负性强得电子,而Ag原子则是失电子的一方。 异种3d过渡金属掺杂Si20∶(MM)@Si20(M=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)的结构均为(MM)@Si20内包结构,对他们的结合能分析发现,有Ti原子和Co原子参加的团簇能量相对偏低,其中(TiCo)@Si20能量最低;通过对(MM)@Si20中的过渡金属之间的键长和自由二聚物的键长比较发现,大部分笼内的过渡金属之间的键长要长于自由二聚物的键长,但也有相反的情况,例如(ScZn)@Si20、(TiZn)@Si20、(CrZn)@Si20等。对于稳定性分析发现,Ti2@Si20团簇,它不仅具有最高的嵌埋能,而且它的平均结合能也相对较高,更重要的是它也具有较好的对称性,因此它最有可能作为纳米材料的基元。