相比于前期工作中的Lennard-Jones和Morse等一元团簇,二元CdSe团簇由于长程库伦相互作用的存在,其全局优化更具挑战性。受限于传统全局优化方法的计算效率和第一性原理的计算量,前人仅研究了74个原子以内的CdSe团簇。陈丽平等人引入Cd-Se原子对跳跃、二元快速形状识别和自适应温度等方法,将FGO与经验力场结合高效地筛选出低能量稳定构型,并在此基础上进行第一性原理计算,成功地研究了160个原子以内CdSe团簇的全局优化结构。他们发现,随着体系的增加,CdSe团簇的优势构型经历了环-笼形-纳米管-核壳-纤锌矿的相变过程,最优构型的结合能也逐渐趋于稳定。这是领域内首次从理论上得到CdSe团簇从少量原子到接近体相的演化过程,对系统理解CdSe量子点的结构和性质具有促进作用。
相关研究成果以“Structural Evolution of Cadmium Selenide Clusters: An Unbiased Global Optimization Study of (CdSe)N for 5 ≤ N ≤ 80”为题发表在国际权威期刊The Journal of Physical Chemistry Letters (J. Phys. Chem. Lett., 2023, 14, 5818-5826)上。陈丽平博士为第一通讯作者,浙江师范大学为第一单位。
该工作为实际团簇的高效结构研究提供了新的方法,得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和浙江省激发态材料合成与应用重点实验室的资助。
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