有限温度下 Cu$_{38}$ 团簇的结构与稳定性

Cu$_{38}$ 纳米团簇的紫外-可见与红外性质在很大程度上取决于温度。密度泛函理论与纳米热力学可相结合，以近似方式计算异构体的几何优化及其光谱性质。在本文中，我们研究 Cu$_{38}$ 团簇的熵驱动异构体分布以及温度对其紫外-可见与红外光谱的影响。采用两阶段策略在 Cu$_{38}$ 的势能面与自由能面上进行广泛、系统的全局搜索，以识别最低能量结构及其低能邻构体。通过玻尔兹曼概率考虑温度对紫外与红外光谱的影响。将每个异构体计算得到的紫外-可见与红外光谱乘以其在有限温度下的相应玻尔兹曼权重，然后求和以产生最终的随温度变化的玻尔兹曼加权紫外-可见与红外光谱。此外，对 Cu$_{38}$ 纳米团簇进行了分子动力学模拟，以深入理解体系动力学并制作具有原子分辨率的三维动画。我们的结果展示了 Cu$_{38}$ 团簇在绝对温度下的热布居，以及高温下占主导的无序结构。