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在过去的几十年，半导体团簇不仅由于其在基础研究领域的重要性，而且由于其在微电子和光电子领域的潜在应用价值，一直是团簇研究的热点之一。特别是PbS半导体良好的电子和光学特性在红外探测，以及高度集成的红外探测器上有较大的优势，尤其是最近发现用PbS和金属材料做出的探测器的检测灵敏度与当今最好的探测器相比可提高一个数量级，已引起人们的高度关注。
本文采用遗传算法产生PbS的基本结构，然后基于密度泛函理论的第一性原理方法，在广义梯度近似(GGA)下，计算了中小尺寸PbnSn(n=1-9)团簇的基态几何结构、态密度、结合能及能隙等；另外，本文研究了过渡金属元素Mn掺杂PbnSn(n=5-9)团簇，得到主要结论如下：
(1)得到了PbnSn(n=1-9)团簇的结构，对称性以及键长、键角。
(2)在n=1-9内，PbnSn团簇的结合能随尺寸的增加而增大，团簇尺寸比较小时，变化较快，随着尺寸的继续增大，变化趋势平缓，结构相对稳定。
PbnSn团簇的结合能、能隙和能量的二级小量在n为4和6时有局域极大，n为5和7时有局域极小。并进一步分析了团簇的红外光谱，验证了光谱振动特性，首次报道了PbS团簇的态密度。
(3)在n=5-9内，过渡金属元素Mn掺杂PbnSn团簇的结合能和能隙呈轻微的振荡趋势，n为6和8时有局域极大，n为7时有局域极小。掺入Mn原子后平均结合能增大，提高了团簇的稳定性，Pbn-1Mn1Sn和Pbn-2Mn2Sn团簇的磁矩随尺寸的增加迅速减小，并分别在n为7和6时完全没有磁性。