文 献 综 述

随着科学的不断发展，近年来微观向宏观过渡的介观领域引起了人们的关注，与人们熟悉的传统宏观和微观体系比较，介观体系具有一系列新奇的性质、作用规律和十分重要的应用前景，对其深入研究已构成了人们认识世界的一个新的层次：从宏观、微观到介观。这个领域的尺寸在1nm到100nm之间，是介于宏观物质和原子之间的体系，其具有的尺寸效应、限域效应、及巨大的表面和界面效应，使得介观领域的许多性质既不同于宏观物质，也不同于微观原子。因此，介观领域已经迅速发展成为学科交叉的科学前沿，这既是当今经济和高新技术发展的客观需求，也是当代科学技术发展的内在结果。

1 团簇简介

1.1 团簇的概念

团簇（Cluster）是原子或分子团簇的简称，指由几个乃至上千个粒子（原子、分子或离子）通过物理或化学作用形成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，它们的物理和化学性质随所含组分数和所含电荷变化而变化^[1]。 团簇是材料尺度纳米材料的一个概念。团簇的空间尺度是几纳米至几百纳米的范围，用无机分子来描述显得太大，用小块固体描述又显得太小，许多性质既不同于单个原子分子，又不同于固体和液体，也不能用两者性质的简单线性外延或内插得到。因此，人们把团簇看成是介于原子、分子与宏观固体物质之间的物质结构的新层次，被称为物质的第五态。团簇是各种物质由原子分子向大块物质转变的过渡状态，或者说，代表了凝聚态物质的初始状态。 团簇的组成成分可以是相同或不同的原子或分子，而且这些组分中既可以有中性的原子分子，也可以有带电荷的离子。团簇的键合方式也和分子一样：具有共价键、离子键，也可以通过氢键相结合，方式多种多样。

1.2 团簇的分类

团簇在尺度上跨越了从几个原子到几千个原子的巨大数量范围。其性质也随原子的变化而表现不同。为了研究方便，一般可以将团簇按大小进行分类： （1）微团簇，其所包含的原子数从几个到十几个不等。这类团簇中几乎所有原子都位于团簇表面。他们的结构和性质与常规无机小分子相接近，相应的理论与实验研究方法也通常由原子和分子物理的研究方法结合起来。 （2）小团簇，其所含原子数从十多个到一百个左右。该尺寸范围的一个显著特点就是对于同一个给定尺寸，存在大量能量相近的异构体结构。 （3）大团簇，所含的原子数在一百到数千个之间。这时团簇结构开始趋于稳定，性质开始向大块固体逐渐过渡。 （4）小粒子或纳米晶：所含原子数目较大，通常在一千以上的原子，在该数量区域以上出现大块固体的性质。

1.3 团簇的性质

团簇尺寸位于原子（或分子）与大块物质之间，比表面大，因而具有许多独特的性质。如:电子壳层和能带结构并存，气、液、固态的并存和转化量子尺寸效应，极大的表体比效应等。

1.3.1 尺寸效应