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该研究团队对金刚石中碳自间隙缺陷（从单间隙到六间隙复合体）进行了全面的第一性原理研究。通过结合原子间势模型的量子力学密度泛函理论，研究人员高效地采样了复杂的构型空间，识别出已知及此前未报道的缺陷几何结构。研究结果表明存在显著的聚集能量驱动力：从孤立的劈裂间隙到致密的多间隙团簇，每个间隙的形成能呈现系统性降低，其中四间隙片层结构展现出特别稳定的结构特征。电荷分析显示金刚石中以共价键为主的键合在缺陷中心会变得更具有极性。缺陷能级分析表明，仅单间隙、双间隙、五间隙和六间隙复合体会引入带隙电子态，而三间隙与四间隙团簇则呈现电子惰性。振动光谱分析进一步揭示了自间隙缺陷会产生特征信号：缺陷核心内部的短碳-碳键会在1375至1925 cm-1范围内产生高频振动模式，这些模式具有强红外活性但拉曼活性较弱。这些发现共同构建了碳自间隙缺陷结构、电子及振动特性的完整图像，为其实验鉴定建立了可靠框架。