摘要:
硼基纳米材料因其独特分子结构和化学键成为团簇科学研究的重点。基于卡利普索结构预测程序和密度泛函理论，在PBE0/6-311+G(d)水平下系统分析了碱金属M2（M=Li, Na, K）原子掺杂B180/-团簇的结构和特性。结构搜索发现，所有全局极小结构均呈现管状结构。除Li2B18（C1点群对称）外，其他高对称结构（D9d点群对称）中2个掺杂碱金属原子均位居管两侧的对称轴线上。基于全局极小结构的稳定性分析表明，K2B18和Li2B18-团簇在各自体系中拥有相对高的稳定性。电荷研究发现，掺杂体系中电荷从碱金属M原子向硼原子转移。磁性分析表明，闭壳层电子结构体系（Li2B18、Na2B18和K2B18）总磁矩为0，开壳层电子结构体系（Li2B18-、Na2B18-和K2B18-）分别拥有1 μB的总磁矩。分析偶极矩和极化率发现，高对称性结构对应的偶极矩和第一超极化率为0。此外，基于Multiwfn软件，拟合出了体系的光电子能谱、红外谱和拉曼谱。最后，讨论了体系的温度和热力学参数（定容热容Cv和标准熵S）之间的关系。
