原子簇La8-xBaxCuO6的原子磁矩和自旋极化的电子结构研究

利用MS-Xα方法研究了化合物La_2-yBa_yCuO₄的原子磁矩和自旋极化的电子结构.理论计算得到母相氧化物La₂CuO₄的Cu原子磁矩为0.37μ_B，与实验值0.48±0.15μ_B基本一致. 研究结果显示, 由于Ba原子对部分La的替代，使构成化合物的基本原子簇La_8-xBa_xCuO₆的 关键词： 电子结构 自旋极化 磁矩 态密度 超导电性     

过渡金属 X（ X=Cr、Mn、Fe、Tc、Re ）掺杂Janus Ga2SSe 的第一性原理研究

利用密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，研究过渡金属X(X=Cr、Mn、Fe、Tc、Re)原子掺杂Janus Ga₂SSe的磁性、电子性质及光学性质.研究表明：过渡金属掺杂Janus Ga₂SSe体系在Chalcogen-rich条件下有着比Ga-rich条件下更好的稳定性.其中Mn掺杂体系形成能在两种条件下皆为最低.本征Ga₂SSe是具有2.02 eV带隙的间接带隙半导体，在紫外区域有着很好的光伏吸收能力.与本征Ga₂SSe相比，Cr掺杂体系自旋向上通道出现杂质能级，自旋向上与向下通道不对称，呈磁矩为2.797μ_B铁磁性半金属. Mn掺杂体系在其自旋向上通道产生的杂质能级，呈磁矩为3.645μ_B的磁性P型半导体. Fe掺杂体系自旋向下通道产生的杂质能级，呈磁矩为3.748μ_B磁性P型半导体.在Tc与Re掺杂后，带隙皆由间接变直接带隙，呈无磁性的P型半导体.从光学性质来看，各掺杂体系与未掺杂Ga₂SSe在介电...     

非晶态(Fe1-xVx)84B16合金的磁性和电性

用单辊急冷法制备了非晶态(Fe_1-xV_x)₈₄B₁₆(x=0,0.02,0.04,0.06,0.10)合金的薄带,分别用磁天平和四端引线法测量了饱和磁化强度和高温电阻率的温度关系。得到平均每个磁性原子的磁矩随V含量的增加近似线性下降,计算出每个Fe原子和每个V原子的平均磁矩分别为2.08μ_B和-5.08μ_B。居里温度T_c从x=0时的622K下降到x=0.10时的478K。利用自旋波激发公式:σ(T)=σ(0)(1-BT^* 关键词：     

Au-Ni弱铁磁合金的自发磁矩和居里点

x=0.42—0.55的Au_1-xNi_x晶态合金是从液态直接淬火到室温,测量低温下这些合金的磁化曲线(2—70kOe),得到在温度1.5K下的自发磁矩值,并用Arrott-Noakes图线方法确定居里点。首先用Perrier等人提出的最近邻模型计算平均磁矩,和实验结果进行了比较。并提出最及次近邻模型,即考虑到次近邻的影响,假设一个Ni原子的最、次近邻18个原子有11个以上是Ni原子,它就具有和纯Ni一样的磁矩(0.606μ_B),否则磁矩为零,由此模型计算的平均磁矩值和实验结果比较符合。本文还对合金中自旋集团(spincluster)的存在和自旅集团之间的相互作用作了讨论,给出了表示自旋集团之间铁磁相互作用的平均内场μ_BH/k_B的值。 关键词：     

SrRuO3的电子结构与磁性研究

用自洽的全势能线性丸盒轨道能带方法计算了氧化物体系SrRuO₃(SRO)的电子结构和磁性.对于理想的立方钙钛矿结构的计算得出的电子结构明显改善了已有的计算结果:每个元胞的磁矩为129μ_B,按原子球划分为084μ_B/Ru原子和011μ_B/O原子;Sr原子上的自旋磁矩几乎为零;费米能级处的态密度N(E_F)为435(states/Ryd/f.u.).关于实际的正交结构SRO,计算得出磁矩为108μ关键词： 过渡金属氧化物 电子结构 磁性     

晶格均匀体形变对闪锌矿结构CaC和 SrC半金属性和磁性的影响

采用基于第一性原理的全势能线性缀加平面波方法计算闪锌矿结构CaC和SrC的电子结构.计算结果表明,锌矿结构CaC和SrC是自旋向上电子为非金属性的半金属,其半金属隙分别为0.83 eV和0.81 eV.磁性的计算分析表明,CaC和SrC的晶胞总磁矩都为2.00μ_B,C的原子磁矩较强,Ca和Sr的原子磁矩较弱.使晶格均匀体形变△a/a₀限于±15%,在此范围内计算CaC和SrC的电子结构.计算研究表明,当闪锌矿结构CaC和SrC的晶格常数分别为0.490 nm—0.661 nm和0.539 nm—0.707 nm时,它们的半金属性不变,晶胞总磁矩仍然为2.00μ_B.     

Tb1-xGdxFe2的磁矩和矫顽力

测量了赝二元立方Laves相化合物TbGdFe₂(0≤x≤1)的磁化曲线、居里温度和矫顽力随温度的变化。发现化合物由TbFe₂向GdFe₂过渡时,样品的饱和磁化强度几乎直线下降。在所有成分下,Fe原子的磁矩都是常数(μ_Fe=1.60±0.04μ_B),但Tb原子的磁矩,由于受晶场影响,却小于自由离子的值(gJ=9.Oμ_B)。矫顽力由两部分组成:一为畴壁受Peierls势垒和稀土 关键词：     

Nin(n≤8)团簇的结构

用高斯程序的B3LYP交换相关函数和全电子基组DGDZVP、TZVP优化Ni_n、Ni_n⁺和Ni_n^-(n=2~8),得到这些体系的基态几何构型、离化能、电子亲和能及键能.结果表明:Ni₂,Ni₃,Ni₄,Ni₅和Ni₆团簇的基态分别是5,7,9,11和13重态.表明:Ni₂,Ni₃,Ni₄,Ni₅和Ni₆团簇中分别有4,6,8,10和12个平行自旋的电子,在每一个Ni_n团簇中非耦合的电子最多,这些电子占据不同的轨道,导致每一个Ni_n团簇的能量最小,说明在这些Ni_n团簇中电子平行的效应大于电子耦合的效应,这显然与d电子的离域效应有关,称为自旋极化效应,符合宏特规则.Ni_n、Ni_n⁺和Ni_n^-(n=2~8)体系的磁矩分别是Ni_n具有8μ_B(n=6~8),Ni_n⁺具有9μ_B(n=6~8),Ni_n具有7μ_B(n=4~8).     

笼状Au$lt;sub$gt;20$lt;/sub$gt;内掺$lt;i$gt;M$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;13$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;M$lt;/i$gt;=Fe，Ti)团簇磁性的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似方法,对M₁₃（M=Fe,Ti）以及M₁₃内掺Au₂₀团簇的几何结构和磁性进行了计算研究.结果表明：M₁₃和M₁₃内掺Au₂₀团簇的几何结构在0.006—0.05 nm误差范围内保持着I_h对称性.Fe₁₃团簇最低能态的总磁矩为44 μ_B,内掺到Au₂₀笼中后形成的Fe₁₃内掺Au₂₀团簇的最低能态总磁矩为38 μ_B,且Au原子与内掺Fe₁₃团簇之间存在着弱铁磁相互作用.Ti₁₃团簇在总磁矩为6 μ_B时能量最低,掺入Au₂₀笼后形成的Ti₁₃内掺Au₂₀团簇最低能态总磁矩是4 μ_B,内表面12个Ti原子与表面Au壳之间是弱铁磁相互作用,而与中心Ti原子之间是弱反铁磁相互作用.由于Au₂₀笼状外壳的影响,Fe₁₃内掺Au₂₀和Ti₁₃内掺Au₂₀团簇中Fe₁₃和Ti₁₃的磁矩比无金壳的Fe₁₃和Ti₁₃团簇的磁矩分别减少了6.81 μ_B和2.88 μ_B. 关键词： 几何结构 磁性 密度泛函理论     

密度泛函理论研究Run和RunAu(n=1-12)团簇的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA) 对 Ru_n Au和Ru_n 团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率、电子性质和磁性质进行了计算. 结果表明,Ru_n Au团簇的最低能量结构可以通过Au原子代替Ru_n+1团簇中的Ru原子生长而成.除了局域的结构畸变,Ru_n Au和Ru_n+1团簇具有相似的几何结构.二阶能量差分、电离势、亲和势和分裂能表明Ru₅, Ru₈, Ru₅Au, Ru₈Au 是稳定的团簇,Au的掺杂没有改变Ru_n 的相对稳定性.通过电子性质的分析发现,当Au原子掺杂在Ru_n 中,团簇的化学活性增加,且团簇的能隙主要由电子的配对效应决定;对于大多数团簇来说,Au原子掺杂提高了Ru_n Au的磁矩. 关键词： n Au和Ru_n 团簇')" href="#">Ru_n Au和Ru_n 团簇 几何结构 电子性质     

密度泛函理论研究BnNi(n=6—12)团簇的结构和磁性

基于第一性原理,用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)方法,在充分考虑自旋多重度的前提下,优化并得到了B_n(n=6—12)和B_nNi(n=6—12)团簇的平衡构型,按照能量最低原理确定其基态结构. B_n团簇的计算结果与已有的理论结果相一致. 当Ni原子掺杂在B_n团簇 关键词： nNi团簇')" href="#">B_nNi团簇 基态结构 磁性     

密度泛函理论计算GenFe(n=1—8)团簇的基态结构及其磁性

基于第一性原理，利用密度泛函理论中的广义梯度近似 (GGA)对Ge_nFe(n=1—8)团簇进行了结构优化、能量及频率的计算，得到了 Ge_nFe(n=1—8)团簇在不同自旋多重度下的平衡构型及其基态结构.结果表明：Ge_nFe混合团簇的平均结合能明显比相应纯锗团簇的平均结合能有所增大，即掺杂Fe原子可以提高锗团簇的稳定性；纯锗团簇的基态除了Ge₂为自旋三重态外其他均为单重态，而混合团簇Ge_nFe(n=1—8)的基态均为自旋三重态；对Ge_nFe(n=1—8)团簇的磁性做了较系统的研究，发现团簇总磁矩随团簇尺寸增大基本稳定在2μ_B (只有Ge₈Fe的总磁矩2.391μ_B较明显地偏离了2μ_B)，另外团簇中Fe原子的磁矩在2.5μ_B左右振荡. 关键词： nFe团簇')" href="#">Ge_nFe团簇 密度泛函理论(DFT) 自旋多重度 磁矩     

Magnetic properties of intermetallic ruthenium compounds with the CsCl structure

Magnetization measurements on six ruthenium compounds with the CsCl structure (B2-compounds) are reported. The magnetic properties can be described in terms of a temperature independent Pauli susceptibility and a contribution of localized moments of about 4μ_B which are very likely connected with magnetic centers consisting of one ruthenium atom which substitutes for an X-atom in an otherwise ordered compound RuX and its eight nearest neighbours. The results show that a weak antiferromagnetic coupling exists between these moments of which the concentration is about 0.003 per ruthenium atom.     

Fe-B团簇的结构与磁性的第一性原理研究

采用局域密度近似下的密度泛函理论和原子轨道的线性组合方法,通过离散变分法自洽求解Kohn-Sham方程,详细地研究了Fe_nB(n≤6)团簇的结构和磁性,所得主要结论如下:第一,B原子更倾向于在团簇的表面而不是在团簇的内部,通常计算非晶态的四面体结构和三棱柱结构,对于孤立团簇而言是不稳定的,这说明环境对团簇的结构稳定性有重要影响;第二,当Fe_n+1团簇中的一个Fe原子被B原子取代形成Fe_n团簇时,其结合能增大而Fe原子的磁矩减小;第三,Fe<     

第一性原理计算ZrnFe(n=2—13)团簇的基态结构及其磁性

从第一性原理出发，利用密度泛函理论中的广义梯度近似对Zr_nFe(n=2—13)团簇进行了结构优化、能量和频率计算.在充分考虑自旋多重度的前提下，对每一具体尺寸的团簇，得到了多个平衡构型，并根据能量高低确定了团簇的基态结构.综合团簇的结合能、二阶能量差分以及团簇的最高占据轨道和最低未占据轨道间的能隙可知Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，Zr₁₂Fe团簇的结构是具有I_h对称性的正二十面体，而且Zr₁₂Fe的稳定性在所有团簇中是最高的.另外，不仅Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，而且它们均为磁性团簇(而Zr_n团簇的磁矩在n≥5时已经发生了淬灭)，由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定的磁性团簇.从Mulliken布居分析结果可知，除了在Zr₁₂Fe团簇中Fe原子失去少量电荷外，其他团簇中Fe原子均从Zr原子那里得到了一定量电荷，即Fe原子在Zr_nFe(n=2—13，n≠12)团簇中是电子受体.     

The 13-atom encapsulated gold cage clusters

The structure and the magnetic moment of transition metal encapsulated in a Au 12 cage cluster have been studied by using the density functional theory.The results show that all of the transition metal atoms(TMA) can embed into the Au 12 cage and increase the stability of the clusters except Mn.Half of them have the I h or O h symmetry.The curves of binding energy have oscillation characteristics when the extra-nuclear electrons increase;the reason for this may be the interaction between parity changes of extra-nuclear electrons and Au atoms.The curves of highest occupied molecular orbital-lowest unoccupied molecular orbital(HOMO-LUMO) gap also have oscillation characteristics when the extra-nuclear electrons increase.The binding energies of many M@Au 12 clusters are much larger than that of the pure Au 13 cluster,while the gaps of some of them are less than that of Au 13,so maybe Cr@Au 12,Nb@Au 12,and W@Au 12 clusters are most stable in fact.For magnetic calculations,some clusters are quenched totally,but the Au 13 cluster has the largest magnetic moment of 5 μ B.When the number of extra-nuclear electrons of the encapsulated TMA is even,the magnetic moment of relevant M@Au 12 cluster is even,and so are the odd ones.     

The structural,electronic and magnetic properties of Ag4M and Ag4MCO (M = Sc–Zn) clusters

The structures, spectra and electronic and magnetic properties of Ag₄M and Ag₄MCO (M?=?Sc–Zn) clusters have been studied using density functional theory and CALYPSO structure searching method. Structural searches show that M atoms except Zn tend to occupy the highest coordination position in the ground state Ag₄M and Ag₄MCO clusters. Carbon monoxide is most easily adsorbed on Ag atom of Ag₄Zn and M atom of other Ag₄M. Infrared and Raman spectra, photoabsorption spectra and photoelectron spectra of Ag₄M and Ag₄MCO clusters are forecasted and can be used to identify these clusters from experiment. Analysis of electronic properties indicates that the adsorption of CO on Ag₄M clusters changes the zero vibrational energy (ZPVE) and increases stability of the host clusters. Dopant atoms except for Zn improve the stability of silver cluster. The Ag₄Ni cluster shows high chemical activity and maximum adsorption energy for carbon monoxide. Magnetism calculations reveal that the magnetic moment of Ag₄M (M?=?Mn–Ni) cluster adsorbed by carbon monoxide is decreased by 2 μ_B. The change of magnetic moment makes it possible to be used as a nanomaterial for carbon monoxide detection. Simultaneously, it is found that the adsorption of CO on Ag₄Cu cluster is a physical adsorption.     

Chiral structures and tunable magnetic moments in 3d transition metal doped Pt6 clusters

The structural, electronic, and magnetic properties of transition metal doped platinum clusters MPt6 （M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn） are systematically studied by using the relativistic all-electron density functional theory with the generalized gradient approximation. Most of the doped clusters show larger binding energies than the pure Pt7 cluster, which indicates that the doping of the transition metal atom can stabilize the pure platinum cluster. The results of the highest occupied molecular orbital （HOMO） lowest unoccupied molecular orbital （LUMO） gaps suggest that the doped clusters can have higher chemical activities than the pure Pt7 cluster. The magnetism calculations demonstrate that the variation range of the magnetic moments of the MPt6 clusters is from 0 μB to 7 μB, revealing that the MPt6 clusters have potential utility in designing new spintronic nanomaterials with tunable magnetic properties.