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本文采用密度泛函理论,对Al4H4,AlnHn+2,(4≤n≤8)及其阴离子团簇的几何结构、电子性质以及激发态性质进行了研究。
首先在取消对称性限制的条件下对Al4H4,AlnHn+2,(4≤n≤8)及其阴离子团簇进行了几何结构优化。优化结果表明Al4H4,Al4H4-,Al4H6,Al4H6-,Al5H7-和Al8H10团簇的的平衡几何构型与A.Grubisic,X.Li等人报道的结构相一致,而Al5H7,Al6H8,Al6H8-,Al7H9,Al7H9-和Al8H10-的平衡几何构型则与他们计算得到的结构不同。从团簇能量、频率、绝热电子亲和势和垂直电离能等角度来看,都证实了本文找到了能量更低的可能更稳定存在的结构。
本文在PW91PW91/TZVP和B3LYP/6-311++G(d,p)两种理论水平下,分别计算了Al4H4,AlnHn+2,(4≤n≤8)的绝热电子亲和势(EAa)和阴离子团簇的垂直电离能(VDE)。结果显示,采用B3LYP/6-311++G(d,p)计算得到的结果,与实验值符合得更好。
此外,我们还应用了含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了这些团簇的低能激发态性质,并对实验的阴离子光电子能谱(PES)进行了基于B3LYP级别的理论指认,我们的计算结果与已知的实验数据相比符合得非常好。