Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 16/12/2016

Ngày nhận bài sửa: 24/03/2017

Ngày duyệt đăng: 27/06/2017

Title:

A DFT investigation on structural transition from planarity to non-planarity and the thermodynamic stability of small gold clusters Au_n (n = 2 - 14)

Từ khóa:

Chênh lệch năng lượng bậc hai, lý thuyết phiếm hàm mật độ, năng lượng nguyên tử hóa, năng lượng phân mảnh, sự dịch chuyển 2D–3D, vàng cluster

Keywords:

2D–3D transition, atomization energies, second-order energy difference, density functional theory, fragmentation energies, gold clusters

ABSTRACT

The structures, growth pattern and energetic properties of clusters Au_n in the range of n = 2 – 14 are systematically investigated using the meta-GGA BB95 functional in conjunction with the consistent-correlation pseudopotential cc-pVDZ-PP basis set. In general, even-electron systems prefer a singlet ground state, while odd-electron species prefer a doublet state. Concerning the growth pattern, small clusters (n = 2 – 10) are found to favor the 2D planar structures, and a 2D–3D structural transition may occur at Au₁₁. The computed results also show that there exist extreme odd - even oscillations in binding energies (BE), fragmentation energies (E_f), and second-order energy difference (∆²E); clusters with an even number of atoms are predicted to be more stable than the odd-numbered counterparts.

TÓM TẮT

Cấu trúc, cơ chế phát triển và các tính chất về năng lượng của các cluster Au_n (n = 2 – 14) được nghiên cứu một cách hệ thống bằng phiếm hàm meta-GGA BB95 kết hợp với bộ hàm cơ sở phù hợp-tương quan thế năng giả cc-pVDZ-PP. Nhìn chung, trạng thái electron cơ bản là singlet đối với cluster có số electron chẵn và doublet đối với cluster có số electron lẻ. Về mặt cơ chế phát triển cấu trúc, các cluster với n = 2 – 10 có xu hướng tồn tại dưới dạng phẳng 2D; sự chuyển đổi từ cấu trúc 2D (phẳng) sang 3D (ba chiều) bắt đầu xảy ra tại Au₁₁. Kết quả tính toán còn cho thấy năng lượng nguyên tử hóa, năng lượng tách một nguyên tử và chênh lệch năng lượng bậc hai biến thiên theo qui luật chẵn lẻ; các hệ với n chẵn bền hơn các hệ với n lẻ.

Trích dẫn: Phạm Vũ Nhật, 2017. Khảo sát sự dịch chuyển cấu trúc từ 2D sang 3D, so sánh độ bền của các cluster vàng Au_N (n = 2 - 14) bằng lý thuyết phiếm hàm mật độ. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 50a: 21-28.