鎳鋁及其合金團簇結構與性質的PSO-SA模擬.pdf

1、團簇作為微觀層次上有限原子的聚集體，具有奇特的幾何結構、電子結構與磁性。對團簇的研究不僅有助于深入了解團簇本身的性質，也有助于更進一步了解相應塊體的物理性質。 粒子群算法是一種基于群智能方法的演化計算技術，具有深刻的智能背景，廣泛應用于科學研究和工程問題。針對粒子群算法早熟收斂和局部搜索能力不足的缺陷，本文引入局部搜索能力強的模擬退火算法對其進行優(yōu)化，提出了基于模擬退火的粒子群算法。 本文采用基于模擬退火的粒子群算法，應

2、用TB-SMA和Sutton-chen多體勢優(yōu)化計算了Al，Ni和Ni-Al合金團簇的基態(tài)能量，得到其基態(tài)構形，并對團簇的穩(wěn)定性、對稱性和平均鍵長進行研究；采用基于密度泛函理論的贗勢平面波和基于Hohenberg-Kohn定理的局域密度近似的密度泛函理論計算程序分別對Ni，Al和Ni-Al合金團簇的態(tài)密度進行計算，并對NiAln的電子性質進行研究，分析了s，p和d軌道電子的相互作用規(guī)律，研究了合金團簇中Ni和Al對總態(tài)密度的影響。

3、 通過對基于模擬退火的粒子群算法用于團簇模擬的迭代曲線的研究說明該方法在團簇結構優(yōu)化中具有高效的全局搜索能力。對Ni和Al團簇的研究表明兩種團簇都是基于二十面體結構，且均存在“奇偶”振蕩和“幻數”效應。因為異構體的存在，研究合金團簇的基態(tài)構形比單質團簇要困難得多，本文對Ni-Al合金團簇的基態(tài)結構進行了重點研究。Ni-Al合金團簇的基態(tài)構形主要也是基于二十面體結構的。當Ni-Al合金團簇中Al原子數目比Ni原子多時，團簇傾向于形成層狀

4、結構；Al原子數目比Ni原子少時，Al原子和Ni原子會混雜在一起。鋁團簇的態(tài)密度分析表明隨著團簇內部s-p電子雜化的逐漸增強，鋁團簇的結構穩(wěn)定性也隨之增加。鎳團簇中原子對能級的貢獻主要來自d軌道的電子，且在費米能級附近出現較強的峰。鎳鋁合金團簇中各元素含量的不同，相應的分波態(tài)密度曲線也不同，d軌道電子主要作用在費米能級EF附近，在小于費米能級EF處，鎳鋁合金團簇的分態(tài)密度以s，p軌道為主，Ni原子主要貢獻在費米能級EF附近。對NiAln