金属硼球烯■团簇的结构、稳定性、光谱和键合：粒子群优化算法结合密度泛函理论研究

摘要

本文通过粒子群优化算法结合量子化学计算，对V掺杂硼团簇■的各种候选结构进行了全局预测.对于■团簇，我们预测2个能量最低的结构（结构Ⅰ和Ⅱ）为内嵌式金属硼球烯.结构Ⅰ具有■对称性，继承了B₄₀(D_2d对称性)的笼形结构，硼与钒的配位数为16，而结构Ⅱ之前未见报道.值得注意的是，新发现的结构Ⅱ有Cs对称性，有最高配位数，为20.基于这2种结构，本文利用分子轨道、Wiberg键级和电子局域函数分析了其电子性质.适应性自然密度划分与化学键分析表明，■团簇（■对称性）的σ键和π键较好地继承了B₄₀(D_2d对称性)键的特征.此外，我们还模拟了光电子能谱、红外光谱、拉曼光谱和紫外可见光光谱，以便于后期的实验表征.

关键词

金属硼球烯 / 光电子能谱 / CALYPSO / 密度泛函理论