Овсяннікова Л. І. Електронна будова і оптичні спектри прогнозованих оболонкових кластерів з елементів IV, III-V, II-VI груп

Методами обчислювальної фізики зроблено прогноз існування ряду оболонкових кластерів типу XnYn, з яких можна конструювати цеолітоподібні кристали на основі сполук типу AIVBIV, AIIIBV і AIIBVI. В рамках методу Хартрі-Фока (RHF/6-31G(d)) досліджено і систематизовано характерні параметри кластерів C2n, BnNn, SinCn (n = 12, 16, 18, 24, 36, 60) і ZnnOn, GanNn (n =12): геометрію структури, перенос заряду, ширину забороненої щілини, повну енергію, енергію когезії, побудовано карти електронної щільності. Встановлено вплив геометричного фактору на стабільність кластерів - немонотонну залежність енергії когезіі і довжини зв'язку від геометрії кластера і кількості атомів. Найбільшу перевагу мають кластери XnYn при n ? 36, 48, які не мають в своєму складі восьми- та десятичленних кілець.Вперше розраховано інфрачервоні (ІЧ) спектри поглинання та спектри комбінаційного розсіювання (КР) (крім кластеру B24N24) і моди коливань кластерів C2n, BnNn і SinCn (n = 12, 24) і ZnnOn, GanNn (n = 12). У ІЧ спектрах поглинання бінарних кластерів найбільш інтенсивні піки коливань відповідають модам з тангенціальним зсувом атомів, у спектрах КР - повносиметричним "дихаючим" модам коливань. Для кластерів C24, C48, як для фулеренів, найбільш інтенсивні піки коливань в спектрі ІЧ поглинання відповідають моді з радіальними антисиметричними коливаннями, а в спектрі КР - відповідають моді з тангенціальними коливаннями атомів. Частоти коливань, зі збільшенням маси складових атомів в кластері, зміщуються в бік нижчих частот. Встановлено розмірний ефект - зсув частот тангенціальних валентних коливань в бік підвищення, пов'язаний з скороченням зв'язків при збільшенні кількості атомів в кластері.