二元等比錳硫Mn n S n(n=1-7)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究

邊偉樾，韓健偉，劉 錦，張 孟，王 瀟，羅有華

(華東理工大學(xué)，上海 200237)

1 引 言

繼石墨烯后，以MoS2為代表的二維過(guò)渡金屬硫化物由于特殊的電子性質(zhì)和力學(xué)性能，已廣泛應(yīng)用于生物科學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，成為了近年來(lái)低維功能材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1].對(duì)團(tuán)簇微觀幾何結(jié)構(gòu)和電子特性的研究是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大尺度納米材料以及固體材料自身變化規(guī)律的基礎(chǔ).硫與金屬元素所形成的二元團(tuán)簇具有很多重要的特性，前期人們對(duì)二元AgS、VS、PbS等金屬硫團(tuán)簇的研究發(fā)現(xiàn)這類(lèi)團(tuán)簇在催化和光學(xué)等領(lǐng)域有較強(qiáng)應(yīng)用前景[2-5].隨后王彬等人采用密度泛函理論結(jié)合高精度的耦合簇計(jì)算方法，對(duì)摻雜類(lèi)型的鈮鉬硫簇NbMoSn(n=3～7)進(jìn)行系統(tǒng)研究，確定了其最穩(wěn)定的幾何結(jié)構(gòu)[6].白玉林等人結(jié)合第一性原理和朗之萬(wàn)分子動(dòng)力學(xué)退火技術(shù)，對(duì)小尺寸硫團(tuán)簇Sn(n=2-8)的結(jié)構(gòu)和結(jié)合能進(jìn)行了計(jì)算研究，并和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較[7，8].Liang B等人結(jié)合紅外光譜實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論系統(tǒng)研究了過(guò)渡金屬硫化物TMS團(tuán)簇體系，其中TM包括Mn，F(xiàn)e，Co，Zn和Cu原子[9-11].對(duì)金屬硫團(tuán)簇的研究可以從微觀層面探索二維過(guò)渡金屬硫化物優(yōu)異性能的來(lái)源和物理機(jī)制，因此對(duì)金屬硫團(tuán)簇的研究無(wú)論在理論上還是在應(yīng)用中都有重大意義.

過(guò)渡金屬種類(lèi)繁多，且具有未滿的d電子殼層，因此往往表現(xiàn)出比較獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)，在磁性材料、化學(xué)催化、量子計(jì)算等領(lǐng)域都有潛在應(yīng)用[12-16].錳在元素周期表上位于第四周期，殼外電子排布……