硅基稀土掺杂团簇MSi7q(M=Eu,Sm,Yb;q=0,-1)结构预测与光电子能谱研究

摘要 采用随机踢球模型结合密度泛函理论，在PBEPBE/RE/SDD/Si/6-311+G（d）水平下研究了中性和阴性的硅基稀土掺杂团簇MSi7q（M=Eu，Sm，Yb；q=0，-1）的几何结构、稳定性及电子和磁学性质.计算结果表明，阴性团簇的基态结构是在五角双锥的双锥侧面外法向方向加入一个Si原子而形成的3D结构，并且稀土原子M处于五角双锥的顶点；中性团簇的最低能结构是一个畸变的双帽八面体，并且M原子处于八面体的赤道面上.SmSi7-团簇在这3种稀土掺杂的团簇中具有最高的平均结合能和掺杂能，是这3种稀土掺杂团簇中最稳定的一种.Si7团簇是非磁性团簇，但是当M原子（M=Eu，Sm，Yb）掺入其中时，由于镧系元素独特的原子磁性，使其变成了磁性团簇.此外，还模拟了各团簇前几种低能异构体的光电子能谱