L过渡金属原子掺杂硅团簇的第一性原理研究：结构、性质与应用前景

一、引言

1.1研究背景

在材料科学领域，硅团簇作为一种重要的纳米结构，因其独特的物理和化学性质，在过去几十年中受到了广泛关注。硅团簇是由多个硅原子通过共价键相互连接形成的微观聚集体，其尺寸通常介于原子和宏观材料之间，处于1-100纳米的范围。由于尺寸效应和量子限域效应，硅团簇展现出许多与体相硅截然不同的性质，如独特的光学、电学、磁学和催化性能等。这些性质使得硅团簇在半导体器件、光电器件、传感器、催化剂以及量子计算等领域具有巨大的应用潜力。

然而，硅团簇自身存在一些固有缺陷，限制了其性能的进一步提升和广泛应用。硅原子位于