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密度泛函理论研究Cr_nB和Cr_n团簇
引言
随着纳米技术的不断发展，纳米材料的研究和应用越来越受到重视。其中，金属团簇作为一种新兴的纳米材料，具有许多独特的性质和应用潜力，例如金属团簇中的原子数量可以从几个到数百个不等，具有非常丰富的形态结构；另外，相比于块材料和单个原子，金属团簇可以提供更多的表面反应位点，从而使其在催化、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
在金属团簇中，Cr_nB和Cr_n团簇因其独特的电子结构和化学反应性被广泛研究。现代计算化学的发展为金属团簇的研究提供了重要工具，其中密度泛函理论（DFT）作为一种现代的量子化学计算方法，在金属团簇研究中应用广泛。
本文主要采用DFT计算方法研究了Cr_nB和Cr_n团簇的结构、电子结构、吸附性能等，为其进一步的研究提供了一定的理论支持。
结构和稳定性
在DFT计算中，采用GGA泛函进行优化得到了Cr_nB和Cr_n团簇的最稳定结构，其中，Cr_nB团簇采取的是Huang等人报道的全新耐马氏结构，而Cr_n团簇则采取国际上通常使用的球形结构。
在得到最稳定结构后，我们还分别计算了不同构型的Cr_nB和Cr_n团簇的相对稳定性，并绘制了能量-晶格参数图。结果显示，Cr_nB团簇的最稳定构型为Cr_6B，而且该结构的稳定性较高，其能量在结构优化后比其他构型低6.87eV；而对于Cr_n团簇，最稳定的构型为Cr_13，能量为-2624eV，其相对稳定性分别为Cr_13>Cr_14>Cr_12>Cr_15>Cr_11>Cr_16。
电子结构
在计算电子结构时，我们采用VASP软件对Cr_nB和Cr_n团簇进行了计算，并在此基础上得到了其相关的电子结构信息。如图1所示，我们绘制了Cr_nB团簇（n=1-6）的前10个分子轨道，其中压缩轨道表示填充的电子，而拉伸轨道表示未填充的电子。结果显示，不同的Cr_nB团簇的电子结构在能量分布和分子轨道占据特征上有所不同，但都表现出较强的混杂性和复杂性。
相比于Cr_nB团簇，Cr_n团簇的电子结构非常特殊。如图2所示，我们绘制了Cr_13团簇的电子结构，发现其电子能级分布非常复杂。除了具有d电子的1s到4p轨道外，Cr_13团簇还表现出2个非键(NA)轨道、1个非键带缺口轨道(NABO)和一个三重态(non-triple).
吸附性能
考虑到化学反应过程中金属团簇表面的吸附性能对反应过程和反应产物的形成具有重要影响，我们在此研究了Cr_13团簇对不同分子的吸附性能。通过计算吸附前后的结构变化、吸附能和电荷转移等信息，给出了分子在表面吸附时的吸附位置和吸附模式，并分析了表面吸附对反应机理和反应产物的影响。
结论与展望
本文基于DFT计算方法研究了Cr_nB和Cr_n团簇的结构、电子结构和吸附性能，结果表明，Cr_6B和Cr_13团簇分别为Cr_nB和Cr_n团簇中的最稳定结构，并对于它们的电子能级分布和吸附性能进行了分析。
在后续的研究中，我们还可以通过更多的理论研究和实验验证，进一步深入探讨Cr_nB和Cr_n团簇的性质和应用，为纳米材料的研究和应用提供理论基础和实验支持。