勢(shì)能函數(shù)對(duì)團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是團(tuán)簇科學(xué)的熱點(diǎn)，也是計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域的重要問(wèn)題。應(yīng)用勢(shì)函數(shù)模擬體系中原子或分子的作用力，結(jié)合高效的優(yōu)化算法進(jìn)行理論計(jì)算，并得到可靠的最優(yōu)結(jié)構(gòu)是團(tuán)簇研究的有效方法。團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是實(shí)驗(yàn)的重要補(bǔ)充。為了描述不同的體系，人們建立了許多勢(shì)能函數(shù)模型。然而由于勢(shì)函數(shù)多種多樣，描述不同體系的勢(shì)函數(shù)會(huì)得到不同的結(jié)果，甚至一些非常相似的、可以用來(lái)描述相同體系的勢(shì)函數(shù)也會(huì)得到不同的結(jié)果。這說(shuō)明勢(shì)函數(shù)與團(tuán)簇最優(yōu)結(jié)構(gòu)的關(guān)系是非常需要研究的重要課

2、題。本論文分別對(duì)對(duì)勢(shì)的長(zhǎng)程、短程部分與團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了研究，并闡述了多體勢(shì)與二元金屬團(tuán)簇的二十面體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。本論文主要內(nèi)容包括：
　　 1．結(jié)合DLS優(yōu)化算法與三種可用來(lái)描述He原子間相互作用的勢(shì)能函數(shù)，即LJ(Lennard-Jones)勢(shì)、Pirani勢(shì)和HFD-ID(Hartree-Fock-Dispersion IndividualDamping)勢(shì)，對(duì)13-140尺寸下的He原子團(tuán)簇進(jìn)行優(yōu)化，在某些尺寸下三種函數(shù)

3、得到了不同的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。對(duì)比了三種團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)、鍵長(zhǎng)和能量。Pirani團(tuán)簇最傾向于形成十面體結(jié)構(gòu)、HFD-ID則傾向于形成二十面體結(jié)構(gòu)。Pirani團(tuán)簇不容易形成鍵長(zhǎng)非常短的鍵，且鍵長(zhǎng)相對(duì)接近于平衡距離。比較了三種函數(shù)的函數(shù)形態(tài)與導(dǎo)數(shù)，結(jié)果表明隨著短程部分函數(shù)導(dǎo)數(shù)絕對(duì)值的下降，團(tuán)簇由傾向于十面體結(jié)構(gòu)逐漸過(guò)渡到二十面體結(jié)構(gòu)。
　　 2．通過(guò)改變Morse函數(shù)的參數(shù)，建立了三種短程排斥部分相同，長(zhǎng)程吸引部分的函數(shù)值依次增大的三種勢(shì)函數(shù)

4、。結(jié)合DLS(dynamic lattice searching)優(yōu)化算法對(duì)尺寸介于13-110之間的三種團(tuán)簇進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。三種團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)以二十面體構(gòu)型居多。隨著函數(shù)值的增大，團(tuán)簇的體積變大，團(tuán)簇中鍵長(zhǎng)更接近于平衡距離。得出了長(zhǎng)程吸引部分與團(tuán)簇構(gòu)型的關(guān)系，當(dāng)函數(shù)值較小時(shí)，團(tuán)簇的體積也較小，同時(shí)具有非常短的鍵，并傾向于出現(xiàn)十面體構(gòu)型；當(dāng)函數(shù)值較大時(shí)，團(tuán)簇的體積也較大，而且在團(tuán)簇表面傾向于形成多層結(jié)構(gòu)。
　　 3．應(yīng)用Gupta勢(shì)

5、函數(shù)，對(duì)A1B54和A2B53型的二元金屬團(tuán)簇(AgnAu55-n和CunAu55．n，n=0，1，2，53，54，55)的二十面體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)。優(yōu)化結(jié)果表明當(dāng)A-B鍵與B-B鍵的第一臨近距離差距較大時(shí)，在A1B54和A2B53團(tuán)簇中A容易出現(xiàn)在使A-B鍵長(zhǎng)接近A-B鍵的第一臨近距離的位置。如果A在A1B54中容易出現(xiàn)在某些位置，那么在A2B53中A同樣容易出現(xiàn)在這些位置。如果B-B鍵的勢(shì)能比A-A鍵和A-B鍵的勢(shì)能高很