理的结果。这种构造原理指出稳定的硼团族只可能从两种基本的结构单元演化而来:一种是五边形锥体状的B6单元,另一种是六边形锥体状的B7单元。它们可以组成准平面^、管状_、凸面体、球状[】2]的■团族。准平面团藤或“层”结构最近已经在实验上观察到[】3】,并且和之前的理论预言符合的非常好而且,准平面团簇结构的存在暗示了硼纳米管和(或)硼富勒稀的构造,因为在合成过程中一个生长中的准平面硼团簇结构倾向于形成封闭的管子或多面体结构来去掉悬空的键。确实,最近的实验也找到了这些硼纳米管的结构不过必须指出的是,到目前为止和单层石墨痛类似的硼薄层并没用在实验上找到。不过仍然有一些有意义的工作:比如Evans等人考察了3个硼薄层的模型和5个小半径的硼纳米管[I7],还有Cabria等人研究了2个硼薄层和3个棚纳米管[18]。尽管人们需要对更大范围内的■薄层和硼纳米管的稳定结构做出研究以证实结果的可靠性,但光从能量和结构的角度来看,找到的硼薄层的稳定结构和一些理论计算符合的非常好。1.2.2二维硼单层理论计算正如Pauling所指出的元素硼有着复杂而奇特的化学性质,因此在目前己知的方法中,对硼化学的研究唯一可靠的方法就是第一性原理计算。利用第一性原理来计算离子间的作用力,可以确定一个给定单胞中原子的自由度而总体能量曲线的极小值则可以用来判断出一些原子的构成。为了更有效率的找到优化结构,可以采用共辄梯度算法除了一个晶格参数外其余原子坐标均可变化。这个固定的晶格参数将会使硼薄层的层与层之间处于一个固定的分离态,同时也使得硼纳米管间的距离保持在6.4A,这样可以使得它们保持相对独立的特性。对有不同单胞的体系k点取间隔的值往往会有独特的收敛效果,应该使得总体能量的变化范围小于3meV/atom。在结构优化的过程中,所有内部原子之间的作用力要小于到0.04eV/A。电子平面波波函数延展的切断动能,池豫计7
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