tailieunhanh - Cấu trúc hình học và các quá trình phân li của cluster silic Sin và Sin+ (n = 2-10): một nghiên cứu lý thuyết

Cấu trúc hình học của các cluster silic trung hòa Sin và cation Sin + (n = 2-10) cũng như năng lượng của các quá trình phân li khả dĩ của chúng được xác định bằng các phép tính Hóa học Lượng tử dùng phương pháp phiếm hàm mật độ với phiếm hàm/bộ hàm cơ sở B3P86/6-311+G(d). | Cấu trúc hình học và các quá trình phân li của cluster silic Sin và Sin+ (n = 2-10): một nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu khoa học công nghệ CẤU TRÚC HÌNH HỌC VÀ CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN LI CỦA CLUSTER SILIC Sin VÀ Sin+ (n = 2-10): MỘT NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT Nguyễn Thị Mai1, Ngô Tuấn Cường2* Tóm tắt: Cấu trúc hình học của các cluster silic trung hòa Sin và cation Sin+ (n = 2-10) cũng như năng lượng của các quá trình phân li khả dĩ của chúng được xác định bằng các phép tính Hóa học Lượng tử dùng phương pháp phiếm hàm mật độ với phiếm hàm/bộ hàm cơ sở B3P86/6-311+G(d). Kết quả tính độ dài liên kết Si-Si cũng như tần số dao động hóa trị của liên kết này trong một số cluster kích thước nhỏ phù hợp với thực nghiệm. Năng lượng phân li của các cluster cho thấy đối với cluster trung hòa, Si7 có cấu trúc lưỡng tháp ngũ giác và đối với cluster cation, Si6+ có cấu trúc bát diện lệch là bền nhất trong số các cluster nghiên cứu. Từ khóa: Hóa học lượng tử, Phiếm hàm mật độ, Cluster silic. 1. MỞ ĐẦU Silic đã và tiếp tục là một trong những nguyên tố được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng bán dẫn khác nhau như tế bào mặt trời và vi điện tử. Do đó, tính chất vật lý cũng như hóa học của silic đã được chú trọng nghiên cứu trong nhiều thập kỷ [1-5]. Các cấu trúc của một số cụm nhỏ của silic, đặc biệt là các cấu trúc có năng lượng thấp đã được nghiên cứu qua nhiều kỹ thuật thí nghiệm khác nhau kết hợp với khảo sát lý thuyết [6-9]. Các cụm nguyên tử (cluster) silic không chỉ có tầm quan trọng trong lĩnh vực khoa học cơ bản mà còn rất có vai trò trong khoa học ứng dụng. Việc nghiên cứu và phát triển các thiết bị quang điện tử, thiết bị bán dẫn, thiết bị từ có kích thước nano đang rất được quan tâm. Vật liệu chứa silic là một trụ cột của ngành công nghiệp chế tạo thiết bị quang điện tử. Sự hiểu biết về các tính chất cơ bản của loại vật liệu nano silic cũng được phát triển cùng với sự phát triển của ngành khoa học và công nghệ nano. Vậy .