纳米团簇的结构与性质

§3. 纳米团簇的结构与性质

3.1 稳定机构与幻数

在团簇质谱分析中、含有某些特殊原子数的团簇的强度呈现峰值，表明这些团簇特别稳定，所含的原子数称为“幻数”。

团簇的幻数序列与构成团簇的原子键合方式有关，金属键来源于自由价电子，半导体键是取向共价键、碱金属卤化物为离子键，惰性元素原子间的作用力为范德瓦尔斯键。

3.2 团簇的性质

3.2.1 量子尺寸效应

尺寸为2.8nm CdS团簇，光吸收谱进—步蓝移，在360nn处有一个宽峰，属1s跃迁。而高频端也存在吸收峰。

实验表明纳米尺寸的半导体团簇具有可贵的光学性质，即分立的能级跃迂，并与团簇尺寸和形状密切有关。

3.2.2 电子性质

（1）下图给出了钾团簇电离势随n的变化”，可以看出直至n接近100，电离势具有与团族幻数相对应的峰值，在某一壳层连续填充的过程中，电离势近似一常数，但在每一个壳层填满时，电离势发生突变。

（2）带负电铜簇Cu-(n＝1-410)进行紫外光电子谱实验，通过观察光电子发射可以直接估计出相应中性团族的电子亲和势。下图是有各种原子数的铜团簇Cu n-的光电子谱。

3.2.3光学性质

金属团簇对光的响应具有和单个原于及大块固体均不相向的特征。

下图示出尺寸分别为2nm，14nm和20nm铜闭簇嵌埋于氟化理基体中的光

吸收谱，下表给出了实验结果。随着团簇尺寸增加．峰位红移．峰展宽。