NGHIÊN cứu lý THUYẾT cấu TRÚC và TÍNH CHẤT một số CLUSTER PHA tạp của SILIC sinm (m=cu, zn, ga, ag)

75 945 2
NGHIÊN cứu lý THUYẾT cấu TRÚC và TÍNH CHẤT một số CLUSTER PHA tạp của SILIC sinm (m=cu, zn, ga, ag)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

... nhiên nghiên cứu cluster silic pha tạp số kim loại chuyển tiếp khác như: Cu, Zn, Ga, Ag, chưa hệ thống Vậy nên chúng lựa chọn đề tài: Nghiên cứu lý thuyết cấu trúc tính chất số cluster pha tạp. .. loại silic SinM (n=1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag) 2.Mục đích nghiên cứu Áp dụng phương pháp tính toán hoá lượng tử để nghiên cứu cấu trúc, tính chất số cluster pha tạp kim loại (Cu, Zn, Ga, Ag) silic. .. Sin+1, SinM ( n= 1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag) ◦ Các cluster cationSin+1+, SinM+ ( n= 1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag) ◦ Các cluster anion Sin+1-, SinM- ( n= 1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag) 4.Phương pháp nghiên cứu

Ngày đăng: 25/02/2017, 17:33

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • BỘ giáo dỤc và đào tẠo

  • TrưỜng ĐẠi hỌc sư phẠm hà nỘi

  • TRẦN DUY HƯNG

  • Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý

  • LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

  • Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Minh Huệ

  • LỜI CAM ĐOAN

  • Trần Duy Hưng

  • LỜI CẢM ƠN

  • Trần Duy Hưng

  • DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

  • DANH MỤC BẢNG

  • DANH MỤC HÌNH

  • MỞĐẦU

    • 1. Lý do chọn đề tài

    • 2. Mục đích nghiên cứu

    • 3. Đối tượng nghiên cứu

      • Các cluster trung hòa Sin+1, SinM ( n= 1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag).

      • Các cluster cationSin+1+, SinM+ ( n= 1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag).

      • Các cluster anion Sin+1-, SinM- ( n= 1÷11; M= Cu, Zn, Ga, Ag).

    • 4. Phương pháp nghiên cứu

  • Chương 1: CƠSỞ LÝ THUYẾT

    • 1.1. Cơ sở lí thuyết hoá học lượng tử

      • 1.1.1. Phương trình Schrodinger cho hệ nhiều electron

        • a) Phương trình Schrodinger của hệ nhiều electron

          • Phương pháp tính lí thuyết (AB-INITIO): giải (I-6) hoàn toàn dựa trên lý thuyết.

          • Phương pháp tính bán kinh nghiệm: giải (I-6) có dùng tham số kinh nghiệm thay cho một số tích phân.

        • b) Hàm sóng của hệ nhiều electron

      • 1.1.2. Bộ hàm cơ sở

        • Bộ cơ sở tối thiểu :

        • Bộ cơ sở hóa trị và bộ cơ sở hóa trị tách:

        • Bộ cơ sở phân cực:

        • Hàm khuếch tán.

    • 1.2. Phương pháp phiếm hàm mật độ

      • 1.2.1. Phương pháp phiếm hàm mật độ

        • c) Các định lý Hohenburg-Kohn (HK)

        • d) Sự gần đúng mật độ khoanh vùng.

        • e) Sự gần đúng gradient tổng quát (Generalized Gradient Approximation)

  • Trong đó x là biến gradien không thứ nguyên: a, b, c là hệ số hiệu chỉnh

  • Tham số β được xác định dựa vào dữ kiện nguyên tử đã biết

    • f) Phương pháp hỗn hợp

    • g) Một số phương pháp DFT thường dùng

  • CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU

    • 2.1. Nguyên tố silic và cluster silic

  • Hình 2.1.Mạng tinh thể silicon

    • 2.2. Phương pháp nghiên cứu

      • 2.2.1. Phần mềm tính toán

      • 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu

  • CHƯƠNG 3: Kết quả thảo luận

    • 3.1. Tối ưu hóa cấu trúc

      • 3.2. SiM

  • Bảng 3.1. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D)

  • và NĐĐX của các cluster SiM

    • 3.2.1. Si2M

  • Bảng 3.2. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D)

  • và NĐĐX của các cluster Si2M

    • 3.2.2. Si3M

  • Bảng 3.3. Cấu trúc của các đồng phân Si3M

  • Bảng 3.4. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE),

  • năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các clusterSi3M

  • Bảng 3.5. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D)

  • và NĐĐX của các cluster Si3M bền

    • 3.2.3. Si4M

  • Bảng 2.6. Cấu trúc của các đồng phân Si4M

  • Bảng 3.7. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE),

  • năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si4M

  • Bảng 3.8. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si4M bền

    • 3.2.4. Si5M

  • Bảng 3.9. Cấu trúc của các đồng phân Si5M

  • Bảng 3.10. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si5M

  • Bảng 3.11. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si5M bền

    • 3.2.5. Si6M

  • Bảng 3.12. Cấu trúc của các đồng phân Si6M

  • Bảng 3.13. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si6M

  • Bảng 3.14. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si6M bền

    • 3.2.6. Si7M

  • Bảng 3.15. Cấu trúc của các đồng phân Si7M

  • Bảng 3.16. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si7M

  • Bảng 3.17. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si7M bền

    • 3.2.7. Si8M

  • Bảng 3.18. Cấu trúc của các đồng phân Si8M

  • Bảng 3.19. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si8M

  • Bảng 3.20. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si8M bền

    • 3.2.8. Si9M

  • Bảng 3.21.Cấu trúc của các đồng phân Si9M

  • Bảng 3.22. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si9M

  • Bảng 3.23. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si9M bền

    • 3.2.9. Si10M

  • Bảng 3.24. Cấu trúc của các đồng phân Si10M

  • Bảng 3.25. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si10M

  • Bảng 3.26. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si10M bền

    • 3.2.10. Si11M

  • Bảng 3.67. Cấu trúc của các đồng phân Si11M

  • Bảng 3.27. Giá trị năng lượng điểm đơn (SPE), năng lượng điểm không (ZPE), năng lượng SPE + ZPE và năng lượng tương đối của các cluster Si11M

  • Bảng 3.29. Các thông số về cấu trúc, trạng thái spin, momen lưỡng cực (D) và NĐĐX của các cluster Si11M bền

    • 3.3. Khảo sát một số tính chất của các cluster silic trước và sau khi pha tạp

  • Chúng tôi vẫn sử dụng phương pháp PBE1nhưng tính toán trên bộ hàm cơ sở

    • 3.3.1. Năng lượng phân ly của các cluster (Fragment Energy)

      • 3.3.1.1. Sự phân ly của các cluster trung hòa

  • Bảng 3.30. Năng lượng phân ly của cluster SinCu

  • Hình 3.1. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster SinCu

  • Bảng 3.31. Năng lượng phân ly của cluster SinZn

  • Hình 3.2. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster SinZn

  • Bảng 3.32. Năng lượng phân ly của cluster SinGa

  • Hình 3.3. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster SinGa

  • Hình 3.4. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster SinCu, SinZn, SinGa

  • Bảng 3.33. Năng lượng phân ly của cluster SinAg

  • Hình 3.5. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster SinAg

    • 3.3.1.2. Sự phân ly của các cluster cation SinM+

  • Bảng 3.34. Năng lượng phân ly của cluster cation SinCu+

  • Hình 3.6. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster cation SinCu+

  • Bảng 3.35. Năng lượng phân ly của cluster cation SinZn+

  • Hình 3.7. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster cation SinZn+

  • Bảng 3.36. Năng lượng phân ly của cluster cation SinGa+

  • Hình 3.8. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster cation SinGa+

  • Hình 3.9. Đồ thị biến đổi giá trị NLPL của cluster cation SinCu+,SinZn+, SinGa+

  • Bảng 3.37. Năng lượng phân ly của cluster cation SinAg+

  • Hình 3.10. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster cation SinAg+

    • 3.3.1.3. Sự phân ly của các cluster anion SinM-

  • Bảng 3.38. Năng lượng phân ly của cluster anion SinCu-

  • Hình 3.11. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster anion SinCu-

  • Bảng 3.39. Năng lượng phân ly của cluster anion SinZn-

  • Hình 3.11. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster anion SinZn-

  • Bảng 3.40. Năng lượng phân ly của cluster cation SinGa-

  • Hình 3.13. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster anion SinGa-

  • Hình 3.14. Đồ thị biến đổi giá trị NLPL của cluster anion SinCu-,SinZn-, SinGa-

  • Bảng 3.41. Năng lượng phân ly của cluster cation SinAg-

  • Hình 3.15. Đồ thị biến đổi giá trị năng lượng phân ly của cluster anion SinAg-

    • 3.3.2. Năng lượng liên kết trung bình ELKTB (Binding Energy)

  • Bảng 3.42. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster Sin+1 và SinM

  • Hình 3.16. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster Sin+1 và SinM

  • Bảng 3.43. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster Sin+1+ và SinM+

  • Hình 3.17. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster Sin+1+ và SinM+

  • Bảng 3.44. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster Sin+1- và SinM-

  • Hình 3.18. Biến đổi năng lượng liên LKTB của các cluster Sin+1- và SinM-

    • 3.3.3. So sánh ELKTB của các cluster dạng trung hòa, cation và anion

  • Bảng 3.45. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster Sin+1, Sin+1+ và Sin+1-

  • Hình 3.19. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster Sin+1, Sin+1+ và Sin+1-

  • Bảng 3.46. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster SinCu, SinCu+ và SinCu-

  • Hình 3.20. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster SinCu, SinCu+ và SinCu-

  • Bảng 3.47. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster SinZn, SinZn+ và SinZn-

  • Hình 3.21. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster SinZn, SinZn+ và SinZn-

  • Bảng 3.48. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster SinGa, SinGa+ và SinGa-

  • Hình 3.22. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster SinGa, SinGa+ và SinGa-

  • Bảng 3.49. Năng lượng liên kết trung bình của các cluster SinAg, SinAg+ và SinAg-

  • Hình 3.23. Biến đổi năng lượng LKTB của các cluster SinAg, SinAg+ và SinAg-

    • 3.3.4. Sự biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO

      • 3.3.4.1. Sự biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster trung hòa

  • Bảng 3.50. Năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster trung hòa Sin+1 và SinM

  • Hình 3.24. Biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster trung hòa

    • 3.3.4.2. Sự biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster cation

  • Bảng 3.51. Năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster cation Sin+1+ và SinM+

  • Hình 3.25. Biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của cáccluster cation

    • 3.3.4.3. Sự biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster anion

  • Bảng 3.52. Năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster anion Sin+1- và SinM-

  • Hình 3.26. Biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của cáccluster anion

    • 3.3.5. So sánh biến thiên năng lượng ∆ELUMO-HOMO của các cluster dạng trung hòa, anion và cation

  • Bảng 3.53. ∆ELUMO-HOMO của các cluster Sin+1, Sin+1+, Sin+1-

  • Hình 3.27. Biến thiên ∆ELUMO-HOMO của các cluster Sin+1, Sin+1+, Sin+1-

  • Bảng 2.54. ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinCu, SinCu+, SinCu-

  • Hình 3.28 Biến thiên ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinCu, SinCu+, SinCu-

  • Bảng 3.55. ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinZn, SinZn+, SinZn-

  • Hình 3.29. Biến thiên ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinZn, SinZn+, SinZn-

  • Bảng 3.56. ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinGa, SinGa+, SinGa-

  • Hình 3.30. Biến thiên ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinGa, SinGa+, SinGa-

  • Bảng 3.57. ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinAg, SinAg+, SinAg-

  • Hình 3.31. Biến thiên ∆ELUMO-HOMO của các cluster SinAg, SinAg+, SinAg-

  • Hình ảnh HOMO, LUMO của một số cluster Sin+1 và SinM

    • 3.3.6. Thế ion hóa của các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg

  • VAE < AIP < VIP

  • Hình 3.32. Giản đồ nguyên tắc năng lượng Franck-Condon

  • Bảng 3.58. Thế ion hóa của các cluster Sin+1

  • Hình 3.33. Biến đổi thế ion hóa của các cluster Sin+1

  • Bảng 3.59. Thế ion hóa của các cluster SinCu

  • Hình 3.34. Biến đổi thế ion hóa của các cluster SinCu

  • Bảng 3.60. Thế ion hóa của các cluster SinZn

  • Hình 3.35. Biến đổi thế ion hóa của các cluster SinZn

  • Bảng 3.61. Thế ion hóa của các cluster SinGa

  • Hình 3.36. Biến đổi thế ion hóa của các cluster SinGa

  • Bảng 3.62. Thế ion hóa của các cluster SinAg

  • Hình 3.37. Biến đổi thế ion hóa của các cluster SinAg

    • 3.3.7. So sánh VIP giữa các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg

  • Bảng 3.63. VIP của các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg

  • Hình 3.38. Biến đổi VIP của các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg

    • 3.3.8. Ái lực electron (EA)

  • Hình 3.39. Giản đồ đường thế năng lượng AEA, VDE của cluster anion

  • Bảng 3.64. Ái lực electron của các cluster Sin+1

  • Hình 3.40. Đồ thị biến đổi các giá trị ái lực electron của các cluster Sin+1

  • Bảng 3.65. Ái lực electron (eV) của các cluster SinCu

  • Hình 3.41. Đồ thị biến đổi các giá trị ái lực electron của các cluster SinCu

  • Bảng 3.66. Ái lực electron của các cluster SinZn

  • Hình 3.42. Đồ thị biến đổi các giá trị ái lực electron của các cluster SinZn

  • Bảng 3.67. Ái lực electron của các cluster SinGa

  • Hình 3.43. Đồ thị biến đổi các giá trị ái lực electron của các cluster SinGa

  • Bảng 3.68. Ái lực electron của các cluster SinAg

  • Hình 3.44. Đồ thị biến đổi các giá trị ái lực electron của các cluster SinAg

    • 3.3.9. So sánh ái lực electron giữa các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg

  • Bảng 3.69. Ái lực electron của các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg

  • Hình 3.45. Biến đổi các giá trị ái lực electron của các cluster Sin+1, SinCu, SinZn, SinGa, SinAg.

    • 3.3.10. Trạng thái spin

  • Bảng 3.70. Trạng thái spin của các cluster Sin+1 và SinM bền nhất

    • 3.3.11. Phổ UV-Vis của các cluster bền

  • Hình 3.46. Phổ UV-Vis của các cluster bền

  • KẾT LUẬN

    • - Ở tất cả các dạng của cluster nguyên chất và sau khi pha tạp ELKTB thường tăng lên khi tăng kích thước của cluster.Với mỗi loại cluster, dạng anion thường có giá trị Eb lớn nhất, dạng cation thường có giá trị ELKTB bé nhất.

    • - So sánh giữa các cluster trước và sau khi pha tạp (ở cả ba dạng trung hòa, cation và anion) chúng tôi nhận thấy rằng giá trị ELKTB của cluster nguyên chất luôn lớn hơn ở dạng pha tạp tương ứng theo quy luật:

  • Hướng phát triển của đề tài:

    • - Các hệ cluster có kích thước lớn hơn (n>12).

    • - Cấu trúc và tính chất của các cluster SinM khi số nguyên tử kim loại M tăng lên và với các nguyên tố M khác như Mn, Sn…

    • - Các tính chất khác của các cluster Si trước và sau khi pha tạp như làm xúc tác cho một số phản ứng hoá học.

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • TIẾNG VIỆT

  • TIẾNG ANH

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan