《鉑基二元合金團簇磁性和催化特性的第一性原理研究》是依託大連理工大學,由蘇艷擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鉑基二元合金團簇磁性和催化特性的第一性原理研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蘇艷
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
過渡金屬、稀土金屬元素等摻雜到Pt團簇體系，可形成各類具有奇異結構和獨特物理化學性質的Pt基合金團簇，用於超高密度存儲的磁性功能材料和巨磁電阻多層膜材料等。另外， Pt基合金團簇因其催化性能好、選擇性高等，在燃料電池電極催化劑、石油化工中的催化重整、以及各種精細化學品的合成等方面有極高的潛在套用價值。因此，從原子分子水平上加深對Pt基合金團簇結構和物性的理解具有非常重要的意義。我們將基於第一性原理的遺傳算法全局最佳化方案搜尋Pt基合金團簇的穩定結構，分析團簇的成鍵情況和生長模式；探討團簇的電子性質與磁性隨尺寸、組分的演化規律，尋找具有特異磁性的合金團簇作為新型納米磁性材料；研究團簇表面的分子吸附，模擬團簇表面的化學反應過程，設計基於合金團簇的高效催化劑。通過系統研究，加深對Pt基合金團簇物性調控規律的認識，也為其他合金團簇的理論設計與技術套用提供參考。
結題摘要
過渡金屬、稀土金屬元素等摻雜到鉑基等團簇體系，可形成各類具有奇異結構和獨特物理化學性質的合金團簇，用於超高密度存儲的磁性功能材料和巨磁電阻多層膜材料等。另外，合金團簇因其催化性能好、選擇性高等，在燃料電池電極催化劑、石油化工中的催化重整、以及各種精細化學品的合成等方面有極高的潛在套用價值。因此，從原子分子水平上加深對鉑基等合金團簇結構和物性的理解具有非常重要的意義。本項目基於第一性原理的遺傳算法全局最佳化方案搜尋了鉑錫合金團簇穩定結構，分析了團簇的生長模式和電子性質，加深了對其催化性能的理解；系統研究了過渡金屬摻雜矽團簇的結構和性質，發現了具有高對稱結構的V3Si12亞鐵磁團簇，有望作為未來納米自旋電子學器件的構造單元；設計了具有高穩定性和巨磁矩的三層核殼合金團簇，為構造新奇納米磁性材料與器件提供了結構單元；闡明了中性和陰離子鈣團簇的結構和電子性質隨團簇尺寸的變化關係；研究了小尺寸銥團簇的磁各向異性行為。上述研究成果，對於建立合金團簇物性調控規律的認識以及合金團簇的理論設計具有重要的理論指導價值。通過本項目的研究，在國際 SCI 期刊發表相關學術論文17篇，最高影響因子12.994，培養碩士研究生3名，作為副導師指導博士研究生3名，參加各類國內外學術會議並作邀請報告4次。
