巯基保护的中空金纳米球

摘要

基于全统一模型和密度泛函理论(DFT)计算,我们提出了具有高对称性和稳定性的巯基保护的中空金纳米球Au60(SR)20的原子结构.Au60(SR)20由一个二十面体Au50富勒烯中空笼子(由20个四面体Au4融合构成)和10个[―RS―Au―SR―]订书针结构组成,并遵循"分离和保护"规则.DFT计算表明,这种空心Au60(SR)20纳米球具有大的带隙(1.3 eV)以及在笼中心的核独立化学位移(NICS)为负值(?5),表明其高度的化学稳定性.此外,四面体Au4单元中心的NICS值远大于空心笼中心的NICS值,表明Au60(SR)20的总体稳定性可能来自每个四面体Au4单元的局部稳定性.正的谐波振动频率说明Au60(SR)20纳米球至少是势能表面的局部最小值.另外,我们还通过融合四面体Au4层设计了双层中空金纳米球,表明调整中空金纳米球壳层厚度是可行的.最后,我们还介绍了更大的中空金纳米球Au180(SR)60的设计.这项工作提供了可控设计中空金纳米球的新策略.