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第1章 团簇概述 1

1.1引言 1

1.2团簇的性质 3

幻数分布 4

基态结构 4

巨大的表体比和化学活性 5

电离能和电子亲和能 5

五重轴对称性 5

显著的弛豫效应 5

库仑爆炸和碎片化 6

磁性 6

团簇裂变和原子核裂变 7

团簇的嵌埋和组合 7

1.3团簇的产生和检测 8

团簇源概述 8

团簇的合成方法简介 11

团簇的表征和检测 15

1.4 Ⅲ～Ⅴ族化合物半导体材料和Ⅲ～Ⅴ族团簇 18

Ⅲ～Ⅴ族化合物半导体的一般性质 19

Ⅲ～Ⅴ族化合物半导体的晶体结构 20

Ⅲ～Ⅴ族化合物半导体晶体的化学键和极性 21

Ⅲ～Ⅴ族化合物半导体晶体的能带结构 23

Ⅲ～Ⅴ族团簇的研究现状 26

参考文献 27

第2章 量子化学方法 29

2.1第一性原理与Hartree-Fock近似 29

2.2从头计算方法和分子轨道理论 31

2.3密度泛函理论 34

2.4价键理论 38

2.5 Gaussian 98程序 40

参考文献 45

第3章 二元团簇磷化铝的理论研究 46

3.1等比磷化铝中性及其离子团簇几何结构和电子性质的演变规律研究 47

理论与计算方法 47

结果与讨论 47

结论 55

3.2第一性原理对AlnP（n=2～12）团簇的最低能量结构及其电子性质的研究 55

引言 55

理论与计算方法 55

结果与讨论 56

结论 63

参考文献 63

第4章 二元团簇氮化铝的理论研究 65

4.1氮化铝团簇研究进展 65

4.2方法简介 66

4.3密度泛函理论研究AlnN（n=1～12）团簇的基态结构及其稳定性 66

结果与讨论 66

结论 74

参考文献 74

第5章 二元团簇砷化铝的理论研究 77

5.1引言 77

砷团簇的研究概况 78

计算方法简介 78

结果讨论 78

结论 84

5.2砷化铝AlmAsn（m+n=2～5）混合小团簇的结构、电子亲和能和振动频率研究 84

AlmAsn（m+n=2） 88

AlmAsn（m+n=3） 90

AlmAsn（m+n=4） 91

AlmAsn（m+n=5） 93

振动频率分析 95

结论 98

5.3 AlnAsm（n=1～7;m=1,2）负离子团簇的结构与稳定性 98

几何构型和电子结构 99

振动频率分析 107

能量和热力学性质 107

5.4 AlnAsm（n=1,2;m=1～7）正离子团簇的结构与稳定性 108

几何结构和电子态 108

振动频率分析 113

能量和热力学性质 113

绝热电离能 115

结论 116

5.5（AlAs）n（n=1～15）中性及离子团簇结构及其稳定性研究 116

团簇的几何结构、近邻原子距离和配位数 117

结合能和相对稳定性 120

电子性质 122

结论 123

参考文献 124

第6章 二元铝合金团簇铝钴AlnCo（n=8～17）的密度泛函理论研究 126

6.1铝钴团簇研究现状简介 126

6.2计算方法简介 126

6.3结果与讨论 127

结构与性质 127

结合能与相对稳定性 133

电子性质 133

电离能 135

电子亲和能 137

6.4结论 137

参考文献 137

第7章 团簇表面吸附的量子化学研究 139

7.1表面吸附微观机理的研究进展 139

引言 139

表面吸附的基础理论 139

表面吸附微观机理研究的发展趋势 146

7.2团簇吸附理论研究现状 147

参考文献 150

第8章 氮化铝和磷化铝团簇吸附性能研究 152

8.1氮化铝及其离子团簇吸附CO的密度泛函研究 152

计算方法 152

氮化铝及其离子团簇（AlN）+n、（AlN）n和（AlN）-n（n=2～6）的基态结构 153

CO在氮化铝团簇（AlN）+n、（AlN）n和（AlN）-n上的吸附 155

8.2磷化铝团簇吸氢的幻数规律和成键特征 159

计算方法 159

结果讨论 160

结论 167

参考文献 167

致谢 169