Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khám Phá Các Hình Ngũ Giác Liền Kề Trong Các Fullerene Silicon Si60 và Si70 Phi IPR và Bị Khuyết SW: Nghiên Cứu Tính Toán
Tóm tắt
Chúng tôi đã áp dụng các tính toán lý thuyết chức năng mật độ (DFT) để điều tra ảnh hưởng của các hình ngũ giác liền kề (APs) đến hình học, độ ổn định và cấu trúc điện tử của các đồng phân Si60 và Si70 fullerene không theo quy tắc IPR chứa ba cặp hình ngũ giác liền nhau, Si60(D3) và Si70(C2v), cũng như các fullerene Si60 và Si70 khuyết SW với bốn cặp AP. Các đồng phân phi IPR của các lồng Si60 và Si70 này ổn định hơn so với các lồng theo quy tắc IPR. Phân tích orbital liên kết tự nhiên và bề mặt tiềm năng tĩnh điện chỉ ra rằng mật độ điện tích tập trung nhiều hơn tại các rìa ngũ giác-ngũ giác của fullerene phi IPR, và điều này tăng lên khi chuyển sang các dạng tích điện. Dựa trên các kết quả của chúng tôi, quá trình tái sắp xếp SW trong các fullerene silicon Si60 và Si70 là tỏa nhiệt. Một trạng thái chuyển tiếp giống như silylene dọc theo một phản ứng từng bước được đặc trưng tại cấp độ lý thuyết B3LYP/6-311 + G*. Rào cản cho quá trình tái sắp xếp SW của fullerene Si60 được xác định là 5.36 eV, nhỏ hơn so với giá trị đã báo cáo cho quá trình tái sắp xếp SW của fullerene C60.
Từ khóa
#Si60 #Si70 #fullerene #đồng phân phi IPR #mô hình DFT #tái sắp xếp SW #điện tử họcTài liệu tham khảo
Kroto HW, Heath JR, O’ Brien SC, Curl RF, Smalley RE (1985) Nature 318:162–162
Krätschmer W, Lamb LD, Fostiropoulos K, Huffman DR (1990) Nature 347:354–358
Teo BK, Sun XH (2007) Chem Rev 107:1454–1532
Zdetsis AD (2010) Silicon fullerenes. In: Sattler KD (ed) Handbook of nanophysics. Taylor and Francis, New York
Nagase S, Kobayashi K (1991) Chem Phys Lett 187:291–294
Piqueras MC, Crespo R, Orti E, Tomas F (1993) Chem Phys Lett 213:509–513
Crespo R, Piqueras MC, Tomas F (1996) Synth Met 77:13–15
Leszczynski J, Yanov I (1999) J Phys Chem 103:396–401
Khan FS, Broughton JQ (1991) Phys Rev B 43:11754–11761
Song J, Ulloa SE, Drabold DA (1996) Phys Rev B 53:8042–8051
Li BX, Cao PL (2001) J Phys: Condens Matter 13:10865–10872
Chen ZF, Jiao HJ, Seifert G, Horn AHC, Yu DK, Clark T, Thiel W, Schleyer PVR (2003) J Comput Chem 24:948–953
Sun Q, Wang Q, Jena P, Rao BK, Kawazoe Y (2003) Phys Rev Lett 90:135503–1–135503-4
Zhang D, Guo G, Liu C (2006) J Phys Chem B 110:14619–14622
Jia J, Lai Y-N, Wu H-S, Jiao H (2009) J Phys Chem C 113:6887–6890
Boon KT, Huang S-P, Zhang RQ, Li W-K (2009) Coord Chem Rev 253:2935–2958
Zhao J, Ma L, Wen B (2007) J Phys: Condens Matter 19:226208
Li B-x, P-l Cao, Que D-L (2000) Phys Rev B 61:1685
Wang L, Li D, Yang D (2006) Mol Simul 32:663
Chen ZF, Jiao HJ, Seifert G, Horn AHC, Yu DK, Clark T, Thiel W, Schleyer PVR (2003) J Comput Chem 24:948–953
Beck SM (1987) J Chem Phys 87:4233
Kumar V, Kawazoe Y (2001) Phys Rev Lett 87:045503
Zdetsis AD (2007) Phys Rev B 75:085409
Zdetsis AD (2007) Phys Rev B 76:075402
Kumar V, Kawazoe Y (2003) Phys Rev Lett 90:055502
Zdetsis AD (2007) Phys Rev B 75:085409
Zdetsis AD (2009) Phys Rev B 80:195417
Zdetsis AD (2011) J Phys Chem C 115:14507
Saunders M (1991) Science 253:330
Karttunen AJ, Linnolahti M, Pakkanen TA (2007) J Phys Chem C 111:2545
Linnolahti M, Karttunen AJ, Pakkanen TA (2006) Chem Phys Chem 7:1661
Zdetsis AD (2009) Phys Rev B 79:195437
Karttunen AJ, Linnolahti M, Pakkanen TA (2007) J Phys Chem C 111:2545–2547
Stone AJ, Wales DJ (1986) Chem Phys Lett 128:501–503
Nimlos MR, Filley J, McKinnon JT (2005) J Phys Chem A 109:9896–9903
Zhao Y, Lin Y, Yakobson BI (2003) Phys Rev B 68:233403
Samsonidze GG, Samsonidze GG, Yakobson BI (2002) Phys Rev Lett 88:065501
Tersoff J (1988) Phys Rev B 37:6991–7000
Brenner DW (1990) Phys Rev B 42:9458–9471
Ghafouri R, Anafcheh M (2013) Superlattices and Microstruct 55:33–44
Ghafouri R, Anafcheh M, Zahedi M (2014) Physica E 58:94–100
Reed AE, Curtiss LA, Weinhold F (1988) Chem Rev 88:899–926
Becke AD (1993) J Chem Phys 98:5648–5652
Hariharan PC, Pople JA (1974) Mol Phys 27:209–214
Frisch MJ, Trucks GW, Schlegel HB, Scuseria GE, Robb MA, Cheeseman JR, Zakrzewski VG, Montgomery JA, Stratmann RE, Burant JC, Dapprich S, Millam JM, Daniels AD, Kudin KN, Strain MC, Farkas O, Tomasi J, Barone V, Cossi M, Cammi R, Mennucci B, Pomelli C, Adamo C, Clifford S, Ochterski J, Petersson G A, Ayala P Y, Cui Q, Morokuma K, Malick D K, Rabuck A D, Raghavachari K, Foresman J B, Cioslowski J, Ortiz J V, Baboul A G, Stefanov B B, Liu G, Liashenko A, Piskorz P, Komaromi I, Gomperts R, Martin R L, Fox D J, Keith T, Al-Laham M A, Peng C Y, Nanayakkara A, Gonzalez C, Challacombe M, Gill P M W, Johnson B, Chen W, Wong M W, Andres J L, Gonzalez C, Head-Gordon M, Replogle E S, Pople J A (1998) Gaussian 98. Gaussian Inc., Pittsburgh
Zhang Y, Wu A, Xu X, Yan Y (2007) J Phys Chem A 111:9431–9437
Barman S, Sen P, Das GP (2008) J Phys Chem C 112:19963–19968
Anafcheh M, Ghafouri R (2014) J Clust Sci 25:505–515
Zhang D, Ma C, Liu C (2007) J Phys Chem C 111:17099–17103
Neretin IS, Lyssenko KA, Antipin MY, Slovokhotov YL, Boltalina OV, Troshin PA, Lukonin AY, Sidorov LN, Taylor R (2000) Angew Chem Int Ed 39:3273–3276
Murray JS, Seminario JM, Concha MC, Politzer P (1992) Int J Quantum Chem 44:113–122
Popov AA, Dunsch L (2007) J Am Chem Soc 129:11835–11849
Bettinger HF, Yakobson BI, Scuseria GE (2003) J Am Chem Soc 125:5572–5580
Reetz MT (1972) Angew Chem 84:161–162
Murry RL, Strout DL, Scuseria GE (1994) Int J Mass Spectrom Ion Processes 138:113–131
Qi X-L, Hughes T L, Zhang S-C (2008) Phys Rev B 78:195424