етрадиційний метод сильного зв'язку, нещодавно розвинений З.М.Хакімовим. [1,2]
У даній роботі зроблена спроба моделювати кластер мінімального розміру Si 29 з поверхня якої насичена частково або повністю метильних груп. При цьому, в якості вихідного кластера прийнятий дімерізованний кластер Si29D. У разі часткового насичення поверхневих атомів кремнію метильних груп, решта незв'язані орбіталі насичені атомами водню.
Нами розглянуті іммобілізація метильних груп на поверхню дімерізованного гідрогенізованого кластера в різних співвідношеннях, наприклад, кластери з 1, 2, 4 і 24 метильних груп. Слід зазначити, що діаметр нанокластера кремнію Si 29 H 24 , складає ~ 1.1 нм. Ядро кластера, що складається з атомів кремнію, має діаметр 0.77 нм.
В В
Рис. 1. Структура кластерів з частковим (а) і повним (б) метилированием поверхні.
У табл. 3 наведені результати дослідження впливу гідрогенізації на метил-який містить кластер Si29D, звідки видно, що хоча насичення приводить до розширення щілини ВЗМО-НСМО, проте метильная група звужує щілину до 0.814 еВ. Це на 0.16 еВ менше, ніж у чистому гідрогенізовані кластері Si 29 H 24 (0.972 еВ). Енергія атом-атомного відштовхування з урахуванням ефектів кореляції електронів у разі водневого насичення зменшується на ~ 10%. Енергія хімічного зв'язування між атіомамі кремнію також зменшується, що мабуть пов'язано з відтоком частини електронної щільності до периферійних атомам, пов'язаним з атомами водню. Заряд на атомі кремнію, пов'язаному з метильної групою не змінюється з гідрогенізацією. Однак, спостерігається додатковий відтік електронів від кластера до атома вуглецю і його заряд збільшується від (-0.88) до (-0.92).
Табл. 1. Вплив іммобілізованого на поверхню кластера метильної групи на властивості кластеру.
СH 3 -Si 29
Si 29 H 24
Si29D
E g , еВ
0,814
0,0035
E SiSi , еВ
-5,061
-5,197
E SiC , еВ
-5,418
-5,462
Z Si (C)
0,63
0,64
Z C
-0,92
-0,88
Вплив зарядового стану гідрогенізованого кластера Si 29 H 24 , іммобілізованого метильной групою вивчена для нейтральною, негативного, позитивного і двічі позитивного заряжових станів (табл.2). ​​
Табл. 2. Вплив зарядового стану метилованого кластера СH3: Si 29 H 24 на енергію когезії та розподілення зарядів між атомами.
В
0
+
+ +
Eполн., еВ
190,724
184,055
174,717
О”Z
C (-0,92)
H (0,23)
Si (0,19)
-0,23
-0,12
0,013
C (-0,82)
H (0,24)
Si (0,15)
-0,22
-0,02
0,03
C (-0,78)
H (0,25)
Si (0,12)
-0,21
0,04
0,05
Нами також розраховані вертикальний і адіабатичний потенціали іонізації і спорідненості до електрону даної системи. Зокрема, знайдено, що різниця вертикальної і адіабатичної потенціалів іонізації в разі розгляду релаксації 1-го ступеня, тобто тільки метильної групи, становить 0.07 еВ. Зарядове стан кластера не впливає на силу відштовхування між центральними атомами кремнію. Наведений заряд у кластері розподіляється в основному по периферійним атомам кремнію, залишаючи незмінним зарядове стан центральних атомів. Атоми водню, оточуючі кластер, також залишаються індиферентними до змін заряду кластера. Відрив електрона від кластера призводить також до зменшення негативного заряду на атомі вуглецю.
Табл. 3. Залежність ступеня метилювання поверхні на енергію когезії та зарядове розподілення кластеру.
В В В В
(СH3) n Si 29 H 24-n
n = 1
(0)...
