李文静， 李果磊， 马 宇， 周丽鸽， 王愿香， 刘珊珊， 李成刚,， 崔颍琦， 任保增, 胡燕飞

(1. 郑州师范学院物理与电子工程学院量子材料研究中心， 郑州450044；2. 郑州大学化工与能源学院， 郑州 450001；3. 四川轻化工大学 物理与电子工程学院, 自贡 643000)

1 引 言

由于硼原子的缺电子特性(3个价电子)，在很多情况下易形成多中心键，使得硼团簇易产生不同寻常的新颖结构和奇异物理化学特性[1-5].在过去的几十年里，硼团簇的结构及特性研究备受科学家的关注.研究发现，随着原子数的变化，硼团簇体系展现了多种几何结构，包括平面或准平面、管状、笼状、双层级核壳结构等.对于阴性硼团簇Bn-，n<38时的团簇具有平面或准平面结构[6-7].而中性的硼团簇中，不同大小的硼团簇具有平面、准平面、管状、笼式和其它三维结构[8-11].最近几年硼球烯(B40；borospherene)的发现是低维硼纳米材料和团簇科学的重要突破[12].特别是布朗大学Lai-Sheng Wang课题组与包括山西大学李思殿、翟金华教授、清华大学李隼教授课题组，基于理论和实践相互结合、互相印证的方式，揭示了中小尺寸硼纳米团簇的结构特征，为硼基纳米材料的研究指明了方向.

基于平面和准平面结构，科研工作者研究构建了大量稳定性高的硼基纳米材料，例如，Wankel马达和亚纳米坦克履带等单原子层的纳米机器等[13-16].但是，由于B原子的sp2杂化的缺失，在构建三维尺寸下的硼基纳米体系材料遇到很大的困难.研究发现，硼的缺电子性意味着其更容易受到金属原子的影响，进而有效提高三维硼基纳米材料的稳定性.广大科研工作者利用掺杂的方法先后寻找出一系列金属原子(过渡元素、碱金属元素和稀土元素)掺杂硼基纳米团簇结构，并对掺杂体系的结构和电子特性进行了广泛研究.特别是过渡金属掺杂硼团簇产生的高对称性管状结构引起了我们的注意.例如：基于密度泛函理论的第一性原理计算，Dong等人[17]预测了高对称性的最小管状(D6d)Li2B12团簇，其结构中两个Li原……