含空位的带电金属团簇的能量学

我们理论研究了含空位的大金属团簇。我们提出一种方法，该方法结合了体相金属中单空位的 Kohn-Sham 结果以及小参数 $c_{v}$（空位相对浓度）和 $R_{N,v}^{-1}$ 的解析展开，其中 $R_{N,v}$ 为团簇半径。我们得到了以对电子功函数的修正形式表示的电离势和电子亲和能的表达式，这些表达式仅需要三维无缺陷金属的特征参数。采用 Kohn-Sham 方法在稳定化凝胶模型中计算了小完美团簇 Na$_{N}$、Mg$_{N}$、Al$_{N}$（$N \leq 270$）以及含单空位团簇（$N\geq 12$）的电子分布、电离势、电子亲和能、电容、解离能、内聚能和单空位形成能。计算了 Schottky 情景和“吹泡”情景下单体空位形成能的量子尺寸依赖关系，并确定了它们的渐近行为。结果表明，这两种机制尺寸依赖的渐近行为彼此不同，并且对团簇中的原子数依赖较弱。讨论了单空位对带电团簇能量学、其特性的尺寸依赖及渐近性的贡献。结果表明，中性团簇与带电团簇特性之间的差异完全由电离势和电子亲和能的尺寸依赖决定。所获得的解析依赖关系可能有助于分析光致电离实验的结果，并用于估算包括熔点附近在内的空位浓度的尺寸依赖关系。