铕掺杂硼团簇的结构演化揭秘：从半夹心结构到22配位分子鼓的创新发现

来自国内的研究人员通过粒子群优化(PSO)与密度泛函理论(DFT)相结合的方法，系统研究了EuBn(n=1-24)团簇的结构演化与稳定性。研究发现随着尺寸增大，铕掺杂硼团簇从平面构型逐步演化为半夹心结构，最终形成具有双B环的管状/鼓型分子，其中EuB22创下了镧系掺杂硼化学中最高配位数(CN=22)记录。该研究为稀土元素掺杂硼团簇化学提供了重要理论依据。

　　

这项突破性研究揭示了铕(Eu)掺杂硼(B)团簇令人惊叹的结构演变之旅。科研团队运用智能算法粒子群优化(PSO)结合精密计算手段密度泛函理论(DFT)，绘制出EuB_n团簇从微小到宏观的完整生长图谱。

当团簇较小时(n<8)，这些纳米结构呈现精致的平面几何构型。随着原子数量增加，结构发生戏剧性转变——形成类似三明治切片的半夹心(half-sandwich)分子。最令人振奋的是，在n=18/20/22时，团簇自发组装成具有双硼环的管状"分子鼓"，其中EuB₂₂更是创下22配位数的惊人记录，这在镧系(Ln)掺杂硼化学史上前所未见。

化学键分析揭示了这些纳米结构超常稳定性的奥秘：高度离域的电子云形成显著芳香性(aromaticity)，特别是EuB₈和EuB₂₂展现出完美的电子离域体系。该发现不仅拓展了配位化学(coordination chemistry)的认知边界，更为设计新型稀土-硼基功能材料提供了分子蓝图。