Nghiên cứu cấu trúc và độ bền của cluster anion sinfe (n = 8 12), so sánh với dạng trung hòa và cation

Liu và cộng sự khảo sát cấu trúc của cluster silic pha tạp nguyên tố sắt, SinFe, ở kích thước nhỏ n = 1-8 với các trạng thái điện tích khác nhau đã chỉ ra rằng dạng trung hòa và anion tư

Nghiên cứu cấu trúc và độ bền của cluster anion SinFe- (n = 8-12), so sánh với dạng trung hòa và cation

Phạm Ngọc Thạch, Nguyễn Duy Phi, Lê Thị Cẩm Nhung, Nguyễn Tiến Trung, Vũ Thị Ngân *

Phòng Thí nghiệm Hóa học tính toán và mô phỏng (LCCM), Khoa Hóa học, Trường Đại học Quy Nhơn

Đến Tòa soạn 12-3-2018; Chấp nhận đăng 15-5-2018

Abstract

The geometries and stabilities of anionic Fe-doped silicon cluster SinFe- (n = 8-12) have been investigated by using

density functional theory at the B3P86/6-311+G(d) level of theory The most stable isomers of the SinFe- clusters are of the same structures as the neutrals, but different from the cation The anionic clusters are more stable than the neutral and cationic ones Especially, the Si10Fe- and Si12Fe- clusters are of the most stability in the series while the Si11Fe- is of the lowest stability The neutral SinFe clusters possess relatively high ionization energies and very high electron affinity (~4 eV), thus they can be good candidates for the anions in the ionic liquids

Keywords Density functional theory B3P86, Fe-doped silicon clusters, anionic cluster, cationic cluster, electron

affinity

1 GIỚI THIỆU

Trong các vật liệu nano, cluster được gọi là vật liệu

nano 0D và chiếm một vị trí rất quan trọng Sự tập

hợp các nguyên tử theo dạng hình học xác định dẫn

đến những thuộc tính lý hóa hoàn toàn khác nhau, và

khác với thuộc tính của nguyên tử thành phần hoặc

chất rắn dạng khối Hiện nay, cluster silic vẫn đang

là hướng nghiên cứu được quan tâm rộng rãi ở cả

trong lý thuyết và thực nghiệm bởi những ứng dụng

tiềm năng của chúng.[1-3] Việc nghiên cứu cấu trúc và

độ bền của cluster giúp phát hiện ra các tính chất

mới, độc đáo và có thể được duy trì khi đưa vào vật

liệu.[4]

Việc pha tạp kim loại chuyển tiếp với phân lớp d

chưa bão hòa vào cluster silic tinh khiết đã tạo ra

những cấu trúc có hình khối và tính chất khác hẳn

với cluster tinh khiết.[5] Vì thế đã có nhiều nghiên

cứu cấu trúc và tính chất của cluster silic pha tạp các

kim loại này với kì vọng phát hiện ra cluster có độ

bền và từ tính đặc biệt để tạo ra vật liệu mới Liu và

cộng sự khảo sát cấu trúc của cluster silic pha tạp

nguyên tố sắt, SinFe, ở kích thước nhỏ (n = 1-8) với

các trạng thái điện tích khác nhau đã chỉ ra rằng

dạng trung hòa và anion tương đồng về cấu trúc,

dạng cation biến dạng nhiều hơn và khả năng phản

ứng ở dạng anion lớn hơn hai dạng kia.[6] Một số

công trình khác cũng đã công bố cấu trúc của cluster

SinFe kích thước từ nhỏ tới trung bình ở dạng trung

hòa.[7,8] Nghiên cứu độ bền của cluster SinFe với n =

6-16 dạng trung hòa, Khanna và cộng sự cho rằng

cluster Si14Fe bền nhất trong dãy.[8]

Một nghiên cứu gần đây của chúng tôi cho cluster SinFe0/+ (n = 8-12)

cho thấy cấu trúc của cluster trung hòa và cation khác nhau nhiều, tuy nhiên cấu trúc của cluster cation có đối xứng thấp hơn nhưng bền hơn cluster trung hòa.[9]

Trong công trình này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu cấu trúc, độ bền của cluster anion SinFe- (n = 8-12) bằng phương pháp hóa học tính toán và so sánh với các dạng trung hòa, cation đã được nghiên cứu trước đó[9] nhằm tìm ra tác động của việc thay đổi số electron lên cấu trúc và tính chất của cluster silic pha tạp một nguyên tử sắt

2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH Các phương pháp phiếm hàm mật độ DFT thường được sử dụng để dự đoán cấu trúc và độ bền của cluster, do kết quả tính toán tương đối phù hợp với thực nghiệm.[10,11] Trong nghiên cứu này, chúng tôi

sử dụng phương pháp phiếm hàm hỗn hợp B3P86,

để tối ưu hóa hình học và tính tần số dao động cho tất cả các đồng phân của cluster Phương pháp này là

sự kết hợp của phiếm hàm trao đổi ba thông số của Becke (kí hiệu là B3) và phiếm hàm tương quan của Perdew năm 1986 (kí hiệu là P86) dựa trên sự gần đúng gradient tổng quát GGA Bộ hàm cơ sở 6-311+G(d) là một bộ cơ sở hóa trị tách ba kiểu Pople có kết hợp thêm 1 bộ hàm phân cực d và một

bộ hàm khuyếch tán Phép tính tối ưu hóa hình học

giúp xác định được cấu trúc hình học, trạng thái

electron và năng lượng của các đồng phân của

cluster Phép tính tần số dao động điều hòa giúp

khẳng định chắc chắn đồng phân là cực tiểu trên bề

mặt thế năng và tính hiệu chỉnh năng lượng dao

động điểm không ZPE Tất cả các tính toán đều

được thực hiện ở mức lý thuyết B3P86/6-311+G(d)

trên phần mềm Gaussian 03 (phiên bản E.01).[12]

Để khảo sát độ bền tương đối của các cluster,

một số thông số năng lượng như năng lượng liên kết

trung bình Eb (Average Binding Energy), biến thiên

bậc hai của năng lượng 2

E (Second-Order Difference of Energy), năng lượng vùng cấm

HOMO-LUMO (E = ELUMO - EHOMO), năng lượng

ion hóa AIE (adiabatic ionization energy), ái lực

electron EA (electron affinity) đều được tính dựa

trên chênh lệch năng lượng của đồng phân bền nhất

của cluster SinFe

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đồng phân bền của cluster anion Si n Fe

-Để tìm kiếm tất cả các đồng phân có thể có của mỗi

cluster anion, chúng tôi xây dựng cấu trúc đồng phân

ban đầu của cluster pha tạp SinFe- bằng các cách: (i)

dùng cấu trúc các đồng phân của cluster trung hòa

và cation đã nghiên cứu trước đây[9] và tối ưu ở các

độ bội doublet, quartet và sextet; (ii) thay thế một

nguyên tử Si trong cluster Sin+1 hoặc cộng thêm

nguyên tử Fe vào cấu trúc của cluster Sin tinh khiết

Thực hiện tối ưu hóa hình học các đồng phân này,

chúng tôi thu được khá nhiều cấu trúc bền của các

cluster anion SinFe- (n = 8-12), tuy nhiên hình 1 chỉ

biểu diễn 3 cấu trúc có năng lượng thấp nhất cho

mỗi cluster anion Các cấu trúc của cluster SinFe

-được kí hiệu là na-, trong đó n là số nguyên tử Si

trong cluster, n = 8-12;  = 1-3 là số thứ tự của các

cấu trúc được sắp xếp theo chiều tăng dần của năng

lượng tương đối của các đồng phân tương ứng Năng

lượng tương đối của các đồng phân được tính từ sự

chênh lệch của năng lượng tổng (đã được hiệu chỉnh

năng lượng điểm không ZPE) của đồng phân xem

xét so với đồng phân có năng lượng thấp nhất của

một cluster Các thông tin khác của đồng phân được

chỉ ra trong ngoặc vuông [] gồm: nhóm điểm đối

xứng, trạng thái electron và năng lượng tương đối

tính theo eV

Ba cấu trúc bền nhất của cluster anion Si8Fe

-(8a-1, 8a-2 và 8a-3) đều được hình thành dựa trên

motif cấu trúc lưỡng tháp ngũ giác với nguyên tử Fe

là một đỉnh tháp Đồng phân bền nhất

(8a-1-quartet) có cấu trúc lưỡng tháp ngũ giác kép với đối

xứng C 2v, trạng thái electron 4A2, trong đó nguyên tử

Fe là đỉnh chung của cả hai lưỡng tháp và tạo liên

kết với tất cả 8 nguyên tử Si trong clustesr nên có số phối trí cao nhất trong tất cả các đồng phân

8a-1

[C2v; 4A2; 0,00]

[C1; 2A; 0,51]

8a-2

[Cs; 4A”; 0,22]

[Cs; 2A”; 0,79]

8a-3

[C1; 4A; 0,42]

[C1; 2A; 0,84]

9a-1

[Cs; 2A’; 0,00]

[Cs; 4A’; 0,30]

9a-2

[C1; 4A; 0,36]

[Cs; 2A’; 0,93]

9a-3

[Cs; 4A’; 0,39]

[Cs; 2A’; 0,92]

10a-1

[C1; 2A; 0,00]

[C1; 4A; 0,58]

10a-2

[C1; 4A; 0,11]

10a-3

[Cs; 4A’; 1,68]

[Cs; 2A’; 1,72]

11a-1

[Cs; 2A’; 0,00]

[Cs; 4A’; 0,20]

11a-2

[Cs; 2A’; 0,06]

[Cs; 4A’; 0,39]

11a-3

[Cs; 2A’; 0,07]

[Cs; 4A’; 0,39]

12a-1

[D3d;4A1g; 0,00]

[Cs ; 2A’; 0,31]

12a-2

[C1; 2A; 0,41]

[C1; 2A; 0,81]

12a-3

[Cs; 4A’; 0,67]

[Cs; 2A’; 0,80]

Hình 1: Một số cấu trúc bền của cluster SinFe- (n = 8-12) Giá trị trong [] là năng lượng tương đối (eV) của đồng phân so với đồng phân bền nhất

Trạng thái doublet cùng cấu trúc (8a-1-doublet)

có năng lượng cao hơn 0,51 eV so với trạng thái

quartet và đối xứng giảm xuống tới C1 Đối với cả 3 cấu trúc có năng lượng thấp nhất, trạng thái quartet bền hơn trạng thái doublet Điều này tương tự với cluster trung hòa và cation, vì cũng đều có motif lưỡng chóp ngũ giác với nguyên tử Fe nằm ở đỉnh lưỡng chóp và ưu tiên trạng thái spin cao (triplet và

quartet)

Đồng phân bền nhất của cluster anion Si9Fe

-(9a-1-doublet) có cấu trúc giống đồng phân bền

nhất của cluster trung hòa Si9Fe Đó là một cấu trúc

lồng chưa hoàn toàn kín, được hình thành trên cơ sở

một lưỡng tháp ngũ giác với nguyên tử Fe ở một

đỉnh tháp Cũng giống như đồng phân bền nhất của

Si8Fe-, Fe cũng có số phối trí cao nhất trong đồng

phân này Hai dạng đồng phân còn lại (9a-2 và 9a-3)

đều có cấu trúc hở và trạng thái quartet bền hơn

doublet, có năng lượng tương đối so với đồng phân

bền nhất (9a-1-doublet) tương ứng là 0,36 và 0,39

eV

Đồng phân bền nhất của cluster Si10Fe-

(10a-1-doublet) là cấu trúc lồng hoàn toàn kín, giống cấu

trúc đồng phân bền nhất của cluster trung hòa Si10Fe,

và có trạng thái doublet bền hơn trạng thái quartet

Đồng phân bền thứ hai (10a-2-quartet) có cấu trúc

lồng kiểu trụ ngũ giác, có năng lượng chỉ cao hơn

đồng phân bền nhất 0,11 eV Còn đồng phân thứ 3

(10a-3) là một cấu trúc hở và kém bền hơn rất nhiều

so với các đồng phân kiểu lồng Như vậy, tại n = 10,

đã xảy ra sự chuyển cấu trúc bền từ dạng hở sang

dạng lồng, ở đây nguyên tử Fe nằm gọn trong lồng

được tạo bởi các nguyên tử Si của cluster chủ

Ba đồng phân bền nhất của cluster Si11Fe-

(11a-1, 11a-2 và 11a-3) đều có cấu trúc lồng và năng

lượng xấp xỉ nhau (năng lượng tương đối < 0,1 eV)

nên chúng có thể cùng tồn tại; cả ba cấu trúc đều có

trạng thái doublet đều bền hơn trạng thái quartet

Đồng phân bền nhất (11a-1-doublet) là một hình trụ

ngũ giác cộng thêm một nguyên tử Si vào một cạnh

của một ngũ giác, đồng phân này có thể được tạo

thành từ đồng phân trụ ngũ giác 10a-2 của Si10Fe-

Đồng phân bền thứ hai (11a-2-doublet), chỉ kém

bền hơn 11a-1-doublet 0,06 eV, có cấu trúc tương

tự đồng phân bền nhất của cluster trung hòa Si11Fe

Điều đó có nghĩa là có sự tương tự trong cấu trúc

của cluster trung hòa và anion Như vậy, tại n = 11,

cấu trúc lồng hoàn toàn chiếm ưu thế và tồn tại một

số dạng cấu trúc lồng có độ bền tương đương nhau,

các cấu trúc hở đều có năng lượng rất cao

Các đồng phân bền nhất của cluster anion Si12Fe

-cũng đều có cấu trúc lồng Nhưng khác với sự tồn tại

đồng thời một số cấu trúc lồng bền xấp xỉ nhau của

Si11Fe-, ở kích thước này, cấu trúc trụ lục giác

(12a-1) chiếm ưu thế với năng lượng thấp hơn hẳn các

cấu trúc khác Cấu trúc này được tìm thấy đối với

nhiều cluster pha tạp kim loại Si12M trung hòa cũng

như mang điện.[5,9,13]

Đối với anion Si12Fe-, cấu trúc trụ ngũ giác bền ở trạng thái spin quartet 4A1g ở đối

xứng cao D3d Trạng thái spin doublet kém bền hơn

trạng thái 4A1g 0,31 eV và có đối xứng Cs thấp hơn

Tóm lại, trong dãy cluster anion SinFe- (n =

8-12), với n = 8 thì cluster có cấu trúc hở, n = 9 cluster

bắt đầu tạo thành cấu trúc lồng, và n  10 cấu trúc lồng hoàn chỉnh được hình thành Đáng chú ý, nguyên tử Fe có xu hướng ở vị trí có số phối trí cao trong các đồng phân bền nhất

3.2 So sánh cấu trúc hình học của cluster Si n Fe ở dạng cation, trung hòa và anion

Cấu trúc các đồng phân bền dạng cation, trung hòa

và anion được biểu diễn trên hình 2 Trong đó cấu trúc bền nhất của cluster cation và trung hòa được lấy từ tài liệu.[9]

8c (C1; 4A) 8n (C2v; 3B1) 8a(C2v; 4A2)

9c (C1; 4A) 9n (Cs; 1A’) 9a(Cs; 2A’)

10c (Cs; 4A”) 10n (C3v;1A1) 10a(C1; 2A)

11c (C1; 2A) 11n (Cs; 1A’) 11a(Cs; 2A’)

12c (C1; 2A) 12n (D3d;1A1g) 12a(D3d;4A1g)

Hình 2: Đồng phân bền nhất của cluster SinFe+/0/- (n = 8-12) Đồng phân bền nhất của cluster cation và

trung hòa được trích từ tài liệu[9]

Hình 2 cho thấy cấu trúc hình học của cluster trung hòa SinFe và cluster anion SinFe- giống nhau, trừ trường hợp n = 11 Tuy nhiên phân tích ở mục 3.1 cho thấy, Si11Fe- có 3 đồng phân với năng lượng

thấp nhất và xấp xỉ nhau, trong đó có 1 đồng phân có

cấu trúc hình học giống cluster trung hòa Si11Fe

Như vậy có thể kết luận, trong dãy cluster nghiên

cứu, cluster anion có cấu trúc hình học giống cluster

trung hòa

Đặc biệt, cluster cation với n = 8-10 có cấu trúc

hở và có số phối trí thấp hơn cluster trung hòa và

anion Khi tăng số nguyên tử Si tới n = 11, 12 thì cả

3 dạng đều có cấu trúc lồng và tương tự nhau Do

vậy, có thể nói, đối với cấu trúc hở thì sự thay đổi số

electron ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc hình học

của cluster, còn đối với cấu trúc lồng thì sự thay đổi

số electron không làm thay đổi cấu trúc hình học của

cluster SinFe Điều này có thể giải thích do khi

nguyên tử Fe ở trên bề mặt (trong cấu trúc hở), sự

thay đổi số electron sẽ tập trung chủ yếu ở nguyên tử

Fe dẫn tới sự thay đổi lớn trong việc tạo liên kết của

nguyên tử Fe với các nguyên tử Si nên thay đổi cấu

trúc; còn khi nguyên tử Fe bị bao bọc bởi lồng Sin,

sự thay đổi số electron sẽ phân bố đều trên lồng Sin

nên sự thay đổi đối với mỗi nguyên tử là không đáng

kể, vì thế không gây ra sự thay đổi cấu trúc

3.3 So sánh độ bền của cluster Si n Fe ở dạng

cation, trung hòa và anion

Hình 3: Sự phụ thuộc năng lượng liên kết trung bình

của SinFe0/ +/– vào kích thước cluster

Năng lượng liên kết trung bình là đại lượng được

dùng để đánh giá độ bền trung bình của cluster, bao

gồm độ bền của cấu trúc hình học và độ bền của cấu

trúc electron Năng lượng liên kết trung bình (Eb)

của cluster SinFe- (n = 8-12) được tính theo công

thức:

Eb = [nE(Si) + E(Fe-) – E(SinFe-)]/(n+1)

Trong đó E(X) là năng lượng tổng ở trạng thái cơ

bản của nguyên tử Si, ion Fe- và cluster SinFe- Sự

phụ thuộc năng lượng liên kết trung bình và năng lượng vùng cấm HOMO-LUMO vào kích thước của cluster SinFe- (n = 8-12) được minh họa trong hình 3

và 4 và có so sánh với cluster SinFe và SinFe+ (n = 8-12).[9]

Hình 3 cho thấy, trong khoảng kích thước khảo sát (n = 8-12), độ bền của cluster silic pha tạp một nguyên tử Fe tăng theo thứ tự trung hòa < cation < anion Như vậy việc thêm hay bớt 1 electron đều làm tăng độ bền của cluster SinFe Kết luận này tương tự với cluster SinFe kích thước nhỏ (n = 1-8) được công

bố trong nghiên cứu của Liu và cộng sự.[6]

Hình 4: Sự phụ thuộc năng lượng vùng cấm

HOMO-LUMO của SinFe0/+/-vào kích thước cluster Năng lượng vùng cấm HOMO-LUMO là sự chênh lệch mức năng lượng của obitan bị chiếm cao nhất và obitan không bị chiếm thấp nhất, do vậy đại lượng này cho phép đánh giá độ bền của cấu trúc electron của cluster Hình 4 cho thấy, mặc dù cluster anion có độ bền tổng cao nhất nhưng độ bền của cấu trúc electron kém nhất Điều đó chứng tỏ độ bền của cấu trúc hình học của cluster anion khá lớn so với cluster trung hòa và cation

Trong dãy cluster anion, cluster Si8Fe- và Si9Fe

-có năng lượng vùng cấm ở mức trung bình, cluster

Si10Fe- và Si12Fe- có năng lượng vùng cấm cao hơn, còn Si11Fe- có năng lượng vùng cấm thấp nhất

Để đánh giá độ bền tương đối của các cluster trong cùng dãy, chúng tôi tính biến thiên năng lượng bậc hai 2

E của các cluster trong dãy anion theo công thức:

2

E = E(Sin+1Fe-) + E(Sin-1Fe-) - 2E(SinFe-) Kết quả của sự phụ thuộc biến thiên năng lượng bậc hai vào kích thước cluster được biểu diễn ở hình

5 Hình 5 chỉ ra rằng biến thiên năng lượng bậc hai đạt cực đại tại n = 8, 10, 12, đạt cực tiểu tại n = 9,

11 Kết hợp với phân tích năng lượng vùng cấm, có

thể thấy cluster Si10Fe- và Si12Fe- bền hơn các cluster

khác trong dãy, còn cluster Si11Fe- kém bền hơn

Hơn nữa, sự biến thiên theo kiểu chẵn lẻ của

biến thiên năng lượng bậc hai của dãy anion cũng

tương tự dãy cluster SinFe trung hòa và cation.[9]

Tuy nhiên có sự khác biệt rõ rệt giữa các cluster trong

dãy anion và trung hòa, còn dãy cation sự khác biệt

đó không rõ rệt lắm.[9] Điều này được giải thích bởi

sự tương tự về cấu trúc của cluster anion và trung

hòa, và khác hẳn với cấu trúc của cluster cation

Hình 5: Sự phụ thuộc biến thiên năng lượng bậc

hai của SinFe- vào kích thước cluster

3.4 Năng lượng ion hóa và ái lực electron của

Si n Fe

Độ bền của các cluster tiếp tục được khảo sát thông

quá 2 thông số: năng lượng ion hóa (AIE) và ái lực

electron (EA) của các đồng phân bền nhất của

cluster SinFe (n = 8-12)

Giá trị AIE và EA được tính theo công thức:

AIE = Ecation- Eneutral

EA = Eneutral - Eanion

Trong đó Ecation, Eanion, Eneutral là năng lượng tổng của

các đồng phân bền nhất của cluster cation, anion và

trung hòa đã được hiệu chỉnh ZPE Kết quả được

tổng hợp trong bảng 1

Kết quả trong bảng 1 cho thấy, cluster SinFe có

năng lượng ion hóa tương đối lớn và ái lực electron

của cluster SinFe là rất lớn (dao động trong khoảng

3,49-3,93 eV, giá trị lớn nhất là ái lực electron của

Si8Fe) Do vậy, chúng dễ dàng nhận electron để tạo

anion nhưng khó mất electron để tạo cation Ái lực

electron của dãy cluster đều mạnh hơn nguyên tử

fluor (F) (EA = 3,40 eV,[14] và còn mạnh hơn cluster

Al13 (EA = 3,62 eV),[15] một cluster được coi là siêu

halogen (superhalogen) Do vậy, các cluster SinFe trung hòa có tiềm năng tốt để làm anion trong các dung dịch ion (ionic liquid)

ng 1: Năng lượng ion hóa (AIE, eV) và ái lực

electron (EA, eV) của đồng phân bền nhất của

cluster SinFe (n = 8-12)

AIE 7,39 7,37 7,75 7,37 6,50

4 KẾT LUẬN Cấu trúc, độ bền của các cluster anion SinFe- (n = 8-12) đã được nghiên cứu tại mức lý thuyết B3P86/6-311+G(d) và so sánh với cluster trung hòa, cation đã công bố, từ đó thu được một số kết quả nổi bật như sau:

- Đồng phân bền của cluster anion SinFe- (n = 8-12) có cấu trúc giống cluster trung hòa với nguyên

tử pha tạp Fe ưu tiên vị trí có số phối trí cao, và khác với cluster cation khi n = 8-10 (do những cluster cation này ưu tiên cấu trúc hở) Từ n = 9, cluster anion đã hình thành cấu trúc lồng

- Cluster anion bền hơn cluster trung hòa và cluster cation, đặc biệt cluster Si10Fe- và Si12Fe- có

độ bền cao hơn các cluster khác trong dãy và Si11Fe

-có độ bền kém các cluster khác trong dãy

- Cluster trung hòa SinFe có năng lượng ion hóa tương đối lớn, ái lực electron rất cao và tạo thành anion bền nên rất có khả năng ứng dụng làm anion trong các dung dịch ion

L i c m n Nhóm tác gi c m ơn sự hỗ trợ không

ngừng của Trường Đại học Quy Nhơn, Dự án TEAM giữa Trường Đại học Quy Nhơn và KU Leuven

(Vương quốc Bỉ) do Quỹ VLIR tài trợ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 C Xu, T R Taylor, G R.Burton, D M Neumark Vibrationally Resolved PhotoelectronSpectroscopy of Silicon Cluster Anions Sin- (n = 3-7), J Chem Phys.,

1998, 108(4), 2134

2 J T Lyon, P Gruene, A Fielicke, G Meijer, E.Janssens, P Claes, P Lievens Structures of Silicon

Cluster Cations in the Gas Phase, J Am Chem Soc.,

2009, 131(3), 1115

3 N X Truong, B K A Jaeger, S Gewinner, W Schöllkopf, A Fielicke, O Dopfer Infrared Spectroscopy and Structures of Boron-Doped Silicon Clusters (SinBm, n = 3-8, m = 1-2), J Phys Chem C,

2017, 121, 9560

4 N M Tam, M T Nguyen Theoretical Study of the

SinMgm Clusters and Their Cations: Toward Silicon

Nanowires with Magnesium Linkers, J Phys Chem

C, 2016, 120(28), 15514-15526

5 N D Phi, N T Trung, E Janssens, V T Ngan

Electron counting rules for transition metal-doped

Si12 clusters, Chem Phys Lett., 2016, 643, 103-108

6 Y Liu, G L Li, A M Gao, H Y Chen, The

Structures and Properties of FeSin/FeSin+/FeSin- (n =

1-8) Clusters, Eur Phys J D., 2011, 64, 27

7 L Ma and et al Growth Behavior and Magnetic

Properties of SinFe Clusters, Phys Rev B., 2006, 73,

125439 ()

8 V Chauhan, M B Abreu, A C Reber, S N Khanna,

Geometry controls the stability of FeSi14, Phys

Chem Chem Phys., 2015, 17(24), 15718-15724

9 N D Phi, N T Trung, N N Tri, P N Thach, N T

Lan, V T Ngan A comparative study on structures

and stabilities of iron-doped silicon cluster in neutral

and cationic forms, SinFe0/+ (n = 8-12), using density

functional method, Vietnam Journal of Chemistry,

2015, 53(6), 731-736

10 V T Ngan, P Gruene, P Claes, E Janssens, A

Fielicke, M T Nguyen, P Lievens, Disparate Effects

of Cu and V on Structures of Exohedral Transition Metal-Doped Silicon Clusters: A Combined

Far-Infrared Spectroscopic and Computational Study, J

Am Chem Soc 2010, 132, 15589-15602

11 V T Ngan, E Janssens, P Claes, J T Lyon, A Fielicke, M T Nguyen, P Lievens, High Magnetic Moments in Manganese-Doped Silicon Clusters,

Chem Eur J 2012, 18, 15788-15793

12 M J Frisch et al Gaussian 03 (Revision E.01), Gaussian, Inc., Wall, 2008

13 P Sen, L Mitas, Electronic Structure and Ground States of Transition Metals Encapsulated in a Si12

Hexagonal Prism Cage, Phys Rev B., 2003, 68,

155404

14 C Blondel, C Delsart, F Goldfarb Electron spectrometry at the  eV level and the electron

affinities of Si and F, J Phys B: Atom Mol Opt

Phys., 2001, 34, 9

15 X Li, H Wu, X.-B Wang, L.-S Wang s-p Hybridization and Electron Shell Structures in Aluminum Clusters: A Photoelectron Spectroscopy

Study, Phys Rev Lett., 1998, 81(9), 1909-1912

Liên hệ: Vũ Thị Ngân

Phòng Thí nghiệm Hóa học tính toán và mô phỏng (LCCM),

Khoa Hóa học, Trường Đại học Quy Nhơn

Số 170, An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định, Việt Nam

E-mail: vuthingan@qnu.edu.vn