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相比于前期工作中的Lennard-Jones和Morse等一元團(tuán)簇，二元CdSe團(tuán)簇由于長程庫倫相互作用的存在，其全局優(yōu)化更具挑戰(zhàn)性。受限于傳統(tǒng)全局優(yōu)化方法的計(jì)算效率和第一性原理的計(jì)算量，前人僅研究了74個(gè)原子以內(nèi)的CdSe團(tuán)簇。陳麗平等人引入Cd-Se原子對跳躍、二元快速形狀識別和自適應(yīng)溫度等方法，將FGO與經(jīng)驗(yàn)力場結(jié)合高效地篩選出低能量穩(wěn)定構(gòu)型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行第一性原理計(jì)算，成功地研究了160個(gè)原子以內(nèi)CdSe團(tuán)簇的全局優(yōu)化結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，隨著體系的增加，CdSe團(tuán)簇的優(yōu)勢構(gòu)型經(jīng)歷了環(huán)-籠形-納米管-核殼-纖鋅礦的相變過程，最優(yōu)構(gòu)型的結(jié)合能也逐漸趨于穩(wěn)定。這是領(lǐng)域內(nèi)首次從理論上得到CdSe團(tuán)簇從少量原子到接近體相的演化過程，對系統(tǒng)理解CdSe量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有促進(jìn)作用。
相關(guān)研究成果以“Structural Evolution of Cadmium Selenide Clusters: An Unbiased Global Optimization Study of (CdSe)N for 5 ≤ N ≤ 80”為題發(fā)表在國際權(quán)威期刊The Journal of Physical Chemistry Letters (J. Phys. Chem. Lett., 2023, 14, 5818-5826)上。陳麗平博士為第一通訊作者，浙江師范大學(xué)為第一單位。
該工作為實(shí)際團(tuán)簇的高效結(jié)構(gòu)研究提供了新的方法，得到了國家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金和浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。
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