Abstract:
Structural, electronic and optical properties of germanium clusters doped with palladium,
platinum and Iridium atoms MGen (M= Pd, Pt and Ir , n=1.20) are investigated in the framework
of the density functional theory. From n.10 for Pd or 11for Pt or n.12 for Ir, the cage like
structures where the doping atom is totally encapsulated inside a Gen cage are favored. Relative
stabilities of different MGen clusters have been analyzed from the average binding energies,
second energy differences, HOMO.LUMO gap, and the vertical ionization potential and
electronic affinity. Our results show that the clusters of MGen (M= Pd, Pt) with n=10, 12, 16 and
18 exhibit relative high stability, in which for Ir we highlight the great stability of IrGe13 which
presents a high-symmetry cage-like geometry and a peculiar electronic structure in which the
valence electrons of Ir and Ge atoms are delocalized and exhibit a shell structure. Optical
absorption spectra are predicted to be unable to discriminate the endohedral and exohedral
structures.
Resume
Les proprietes structurales, electroniques et optiques des clusters de germanium dopes avec des
atomes de palladium, de platine et d'iridium MGen (M = Pd, Pt et Ir, n = 1.20) sont etudiees dans
le cadre de la theorie de la fonctionnel de densite. A partir de n . 10 pour Pd ou 11 pour Pt ou n
. 12 pour Ir, les structures en forme de cage ou l'atome dopant est totalement encapsule a
l'interieur d'une cage Gen sont favorisees. Les stabilites relatives de differents groupes de MGen
ont ete analysees a partir des energies de liaison moyennes, des differences d'energie secondaire,
de l'ecart HOMO . LUMO et du potentiel d'ionisation verticale et de l'affinite electronique. Nos
resultats montrent que les clusters de MGen (M = Pd, Pt) avec n = 10, 12, 16 et 18 presentent des
stabilites relatives elevees. Dans le cas de Ir, nous soulignons la grande stabilite d'IrGe13 qui
presente une haute symetrie en forme de cage geometrie et une structure electronique particuliere
dans laquelle les electrons de valence des atomes Ir et Ge sont delocalises et presentent une
structure de coque. Les spectres d'absorption optique ne permettent pas de distinguer les
structures endohedriques et exohedriques.
