Cấu trúc, độ ổn định và quang phổ hồng ngoại của cụm nguyên tử A¬gnCr (n=2-12): một nghiên cứu lý thuyết
255 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.77.2022.73-78Từ khóa:
Cụm nguyên tử bạc pha tạp Cr; Phiếm hàm mật độ; Quang phổ hồng ngoại.Tóm tắt
Các cụm nguyên tử nhân tạo đang nổi lên như những vật liệu tiềm năng, với các đặc tính quang học, từ tính, xúc tác rất là tốt. Tuy nhiên, cho đến nay, việc xác định cấu trúc của các cụm nguyên tử pha tạp vẫn gặp rất nhiều khó khăn. Một trong những cách tiếp cận tốt nhất để xác định cấu trúc hình học của các cụm nguyên tử ở trạng thái cơ bản là so sánh phổ dao động hồng ngoại đo được bằng thực nghiệm với phổ được tính toán tương ứng. Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành khảo sát về mặt lý thuyết phổ dao động hồng ngoại của các cấu trúc ở trạng thái cơ bản ứng với các cụm nguyên tử AgnCr (n=2-12) bằng cách sử dụng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Các kết quả thu được của nghiên cứu này làm tiền đề quan trọng cho các nghiên cứu chuyên sâu về sự tăng trưởng kích thước cũng như các thí nghiệm xác định cấu trúc các cụm nguyên tử trong tương lai.
Tài liệu tham khảo
[1]. Bertha Molina, A.T.-F, “Thiolated Au18 cluster: preferred Ag sites for doping, structures, and optical and chiroptical properties”, Physical Chemistry Chemical Physics, 18, 1397-403, (2016).
[2]. Chaoling Du, B.W., Fan Sun, Mingli Huang, ChongJun He, YouWen Liu, XueJin Zhang, DaningShi, “Refractive index sensitivities of plane Ag nanosphere cluster sensors”, Sensors and Actuators B: Chemical, 215, 142-5, (2015).
[3]. Lynn A. Peyser, A.E.V., Andrew P. Bartko, Robert M. Dickson, “Photoactivated Fluorescence from Individual Silver Nanoclusters”, Science, 291, 103-6, (2001).
[4]. E. Janssens, S.N., X. Wang, N. Veldeman, R.E. Silverans, and P. Lievens, “Stability patterns of transition metal doped silver clusters: Dopant- and size-dependent electron delocalization”, The European Physical Journal D, 34, 23-7, (2005).
[5]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Minh Tam, Son Tung Ngo, Thu Thi Phung, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung, “Systematic Investigation of the Structure, Stability, and Spin Magnetic Moment of CrMn Clusters (M = Cu, Ag, Au, and n = 2−20) by DFT Calculations”, ACS Omega, 6, 20341−20350, (2021).
[6]. P.L. Rodriguez-Kesler, A.R. Rodriguez-Dominguez, “Structural, electronic, and magnetic properties of AgnCo (n = 1–9) clusters: A first-principles study”, Computational and Theoretical Chemistry, 1066, 55-61, (2015).
[7]. Duncan M. A, “Invited review article: laser vaporization cluster sources”, Rev. Sci. Instrum. 83, 041101, (2012).
[8]. Yejun Li, Jonathan T. Lyon, Alex P. Woodham, Andr Fielicke, and Ewald Janssens, “The Geometric Structure of Silver-Doped Silicon Clusters”, Chem Phys Chem, 15, 328 – 336, (2014).
[9]. Lester Andrews and Angelo Citra, “Infrared Spectra and Density Functional Theory Calculations on Transition Metal Nitrosyls. Vibrational Frequencies of Unsaturated Transition Metal Nitrosyls”, Chem. Rev, 102, 885–912, (2002).
[10]. Peter L. Rodríguez-Kessler, Adán R. Rodríguez-Domínguez, Desmond MacLeod Carey, and Alvaro Muñoz-Castro, “Structural characterization, reactivity, and vibrational properties of silver clusters: A new global minimum for Ag16”, Phys. Chem. Chem. Phys, 22, 27255-27262 (2020).
[11]. R. Dong, X. Chen, H. Zhao, X. Wang, H. Shu, Z. Ding, L. Wei, Structural, electronic and magnetic properties of AgnFe clusters (n ⩽ 15): local magnetic moment interacting with delocalized electrons, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys, 44, 035102, (2011).
[12]. Y. Gao, X. Liu, Z. Wang, “Ce@Au14: A Bimetallic Superatom Cluster with 18-Electron Rule“, J. Electronic Materials, 46, 3899–3903, (2017).
[13]. R. Xiong, D. Die, L. Xiao, Y. F. Xu, X. Y. Shen, “Probing the Structural, Electronic, and Magnetic Properties of AgnV (n=1-12) clusters”, Nanoscale Res. Lett., 12, 625, (2017).
[14]. V. M. Medel, A. C. Reber, V. Chauhan, P. Sen, A. M. Koster, P. Calaminici, S. N. Khanna, “Nature of Valence Transition and Spin Moment in AgnV+ Clusters”, J. Am. Chem. Soc, 136, 8229–8236, (2014).
[15]. Frisch, M.J., et al., Gaussian 09, Revision A.02, Gaussian. Inc., Wallingford. (2009).
[16]. P. Hohenberg and W. Kohn. “Inhomogeneous Electron Gas”, Physical Review, 136, B864, (1964).
[17]. Kundig E P, M.M., Ozin G, “Matrix synthesis and characterization of dichromium, Cr2”, Nature, 254, 503–4, (1975).
[18]. B. Simard, P. A.Hackett, A. M. James, P. R.R.Langridge-Smith, “The bond length of silver dimer”, Chem. Phys. Lett., 186, 415-422, (1991).
[19]. Kant A, S.B. “Dissociation energy of Cr2”, Journal Chemistry Physics, 45, 3161–2, (1966).
[20]. S. F. Li, Z.S., Shuli Han, Xinlian Xue, F. Wang, Q. Sun, Yu Jia, and Z. X. Guo. “Role of Ag-doping in small transition metal clusters from first-principles simulations”, Journal Chemistry Physics, 131, 184301, (2009).
[21]. P. J. Hay, W. R. Wadt, “Ab Initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for the transition metal atoms Sc to Hg”, J. Chem. Phys, 82, 299, (1985).
