بررسی محاسبات نظری خواص شیمیایی، الکترونی و بیناب نمایی نانوخوشه های (zns)n (n≤4)

در این تحقیق، پایداری ساختار و خواص الکترونی و طیف‌سنجی نانوخوشه های سولفیدروی تا چهار اتم با نظریه تابعی چگالی و هارتریفاک با روش b3lyp در پایه 6311++g(d,p) مورد مطالعه قرار گرفته است. ساختارهای پایدار این نانوخوشه ها با برنامه گوسین09، انرژی بستگی، شکاف انرژی و طیف مادون قرمز نانوخوشه ها به‌طور کامل بهینه شده‌اند. فرکانسهای ارتعاشی، شدتهای طیف‌های هومولومو، تقارن و گشتاور دوقطبی برای پایدارترین ایزومر هر نانوخوشه، به‌دست آمده‌اند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل اوربیتال پیوند طبیعی برای بدست آوردن بینش دقیق‌تری در مورد ماهیت این برهمکنش‌ها به کار برده شد. توصیفگرهای واکنش‌پذیری مانند الکترونگاتیوی، برای مطالعه پایداری نسبی نانوخوشه ها تخمین زده شد. در بین ساختار نانوخوشه ها، بیشترین و کمترین میانگین طول پیوند zns به‌ترتیب مربوط به zn2s2 و zn1s1 است. از نظر پایداری zn4s4 از پایدار ترین آنهاست (ناشی از تنش زنجیرهای غیرخطی zns تضعیف شده). از لحاظ گشتاور دوقطبی، نانوخوشه های zn1s1 و zn3s3 در روش هارتریفاک گشتاور دوقطبی بزرگتری دارند. همچنین با افزایش تعداد اتم‌ها در نانوخوشه ها قطبش‌پذیری زیادتر شده و در مقایسه دو روش هارتری فاک و تابعی چگالی در یک ساختار معین، قطبش پذیری مولکول‌ها در تابعی چگالی بیشتر است.

Computational and theoretical study of electronic, spectroscopic and chemical properties of (ZnS)n (n≤4) nanoclusters

In this article, structural stability, electronic and spectroscopic properties of zinc sulfide nanoclusters up to four atoms are studied by Density Functional Theory (DFT/B3LYP) and HartreeFock computational level using 6311++G(d,p) basis set. The stable structures of these nanoclusters have been fully optimized with Gaussian 09, binding energy, energy gap, and FTIR spectra. The vibrational frequencies, Homo–Lumo energy gap, symmetry, and dipole moment are also computed for the most stable isomer of each cluster. Furthermore, NBO analysis was used for deep understanding of these interactions. The reactivity descriptors such as electronegativity are estimated for these nanoclusters to study their relative stabilities. Among nanocluster structures, the highest and lowest average binding length are related to Zn2S2 and Zn1S1, respectively. About stability of investigated structure, Zn4S4 was more stable than others (because stress of nonlinear ZnS chains is attenuated). Both Zn1S1 and Zn3S3 nanocluster structures have a bigger dipole moment in the HartreeFock method. Also, increasing the number of atoms in nanoclusters has increased polarization and in the comparison, HartreeFock and DFT in the specimen structures, the polarization of molecules in DFT are larger rather HartreeFock.