弗吉尼亚联邦大学Turbasu Sengupta与Shiv N. Khanna发现一类新的金属-硫族超原子分子。以Rh6S8Ln为例,通过在金属-硫族团簇周围结合适当的配体,可以改变双超原子分子的成键特性。选择不同配体,与超原子中相同原子结合时,配体的电负性随种类而有所不同,作者选择了膦配体PR3,其中R官能团为NME2、F等,分别产生不同的电负性。作者发现,这项技术也能用于(PR3)5Rh6S8–Rh6S8(CO)5二聚体、盐的电子特性控制。两边电子能级的差异导致内部产生了电荷转移,从而在共价键基础上增加了离子键成分,而且导致这种二聚体产生了偶极矩/内部电场。也就是说,二聚体的偶极矩/内部场的强度可以通过改变PR3基团的电负性来调整。用这种偶极强度、内部场和HOMO/LUMO位置可调的超原子分子团簇组装成的固体材料,可能会有特别的用途,例如光捕获。
此外,还观察到这种超原子分子离子的氧化还原性质也可以使用类似方法得到预测和调制,即通过改变PR3基团的电负性实现。这种超原子分子也可以考虑用来组装成铁电固体,作者目前正在与其他实验课题组合作探索应用。
涉及的理论计算,采用AMS软件ADF模块完成,使用PBE泛函,TZ2P基组,Large冻芯等参数。结构优化采用准牛顿法,优化过程中未限定团簇的对称性。基于对重元素相对论效应的考虑,采用了ZORA方法。