自由悬挂金属原子线的量子尺寸效应与电子稳定性

利用DFT计算，我们全面研究了量子尺寸效应对自由悬挂金属原子线稳定性的影响。我们的系统包括Na、Ag、Au、In、Ga和Pb原子线，即$s$、$sd$和$sp$电子原型。我们发现总能总是随线长振荡，这清楚地表明存在优选长度。随着长度增加，s系统表现出奇偶振荡，稳定性遵循$a/x +b/x^2$衰减律，这可归因于电子能带填充和沿线的量子限域。即使存在$sd$杂化，$sd$系统也表现出类似的振荡模式。在$sp$系统中，能量振荡超出了简单的奇偶性质，这可能是由于未配对的p轨道和相应的非平凡能带填充。我们的发现清楚地表明，电子贡献对自由悬挂线的稳定性至关重要，并且即使当线沉积在基底上或受到应变时，这种稳定性也可能很重要。这项研究揭示了金属原子线的潜在形成机制。