搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

ComAln(m+n ≤ 6)团簇的结构和磁性理论研究

秦健萍 梁瑞瑞 吕瑾 武海顺

ComAln(m+n ≤ 6)团簇的结构和磁性理论研究

秦健萍, 梁瑞瑞, 吕瑾, 武海顺
PDF
导出引用
  • 采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT-GGA)对ComAln(m+n ≤ 6)合金团簇进行了系统的几何、电子结构和磁性质研究. 研究结果发现ComAln(m+n ≤ 6)团簇最稳定结构倾向于形成Co–Al成键数最多的构型,其中的Co–Al二元合金团簇的最稳定结构类似于纯钴团簇. 随着Al原子数的增多,团簇的平均磁矩呈线性降低趋势. ComAl(m=2–5)团簇的总磁矩均比Com+1团簇的小4 μB,与实验上对较大CoNAlM 团簇的磁性检测结果获得了很好地符合. ComAln 团簇磁性的降低主要归因于非磁性Al元素的掺入以及Al 掺杂后Co原子的整体自旋极化减弱.
    • 基金项目: 国家自然科学青年基金(批准号:21301112)、教育部博士点基金(批准号:20131404120001)和山西省自然科学基金(批准号:2012021020-1)资助的课题.
    [1]

    Billas Isabelle M L, Cha telain A, de Heer Walt A 1994 Science 265 1682

    [2]

    Alonso J A 2000 Chem. Rev. 100 637

    [3]

    Aguilera-Granja F, García-Fuente A, Vega A 2008 Phys. Rev. B 78 134425

    [4]

    Piotrowski M J, Piquini P, Da Silva J L F 2010 Phys. Rev. B 81 155446

    [5]

    Yin S Y, Moro R, Xu X S, de Heer W A 2007 Phys. Rev. Lett. 98 113401

    [6]

    Yin S Y 2006 Ph. D. Dissertation (Atlanta: School of Physics Georgia Institute of Technology)

    [7]

    Wu P, Yuan L F, Yang J L 2008 J. Phys. Chem. A 112 12320

    [8]

    L J, Zhang F Q, Jia J F, Xu X H, Wu H S 2010 J. Mol. Struct. Theochem. 955 14

    [9]

    L J, Qin J P, Wu H S 2013 Acta Phys. Sin. 62 053101 (in Chinese)[吕瑾, 秦健萍, 武海顺 2013 物理学报 62 053101]

    [10]

    Ren F Z, Wang Y X, Tian F Y, Zhao W J, Luo Y H 2008 Acta Phys. Sin. 57 2165 (in Chinese)[任凤竹, 王渊旭, 田付阳, 赵文杰, 罗有华 2008 物理学报 57 2165]

    [11]

    Ge G X, Jing Q, Cao H B, Yang Z Q, Tang G H, Yan, H X 2011 Acta Phys. Sin. 60 103102 (in Chinese)[葛桂贤, 井群, 曹海滨, 杨增强, 唐光辉, 闫红霞 2011 物理学报 60 103102]

    [12]

    Zhang M, Feng X J, Zhao L X, Zhang HY, Luo Y H 2012 Chin. Phys. B 21 056102 (in Chinese)[张孟, 冯晓娟, 赵丽霞, 张红雨, 罗有华 2012 中国物理 21 056102]

    [13]

    Zhang X R, Yang X, Ding X L 2012 Chin. Phys. B 21 093601 (in Chinese)[张秀荣, 杨星, 丁迅雷 2012 中国物理 21 093601]

    [14]

    Zhang X R, Li Y, Yin L, Wang Y Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 023601 (in Chinese)[张秀荣, 李扬, 尹琳, 王杨杨 2013 物理学报 62 023601]

    [15]

    Tang C M, Chen S W, Zhu W H, Tao C J, Zhang A M, Gong J F, Zou H, Liu M Yi, 2012 Chin. Phys. B 21 117101 in Chinese 2012 B 21 117101 (in Chinese) [唐春梅, 陈声伟, 朱卫华, 陶成君, 张爱梅, 巩江峰, 邹华, 刘明熠 2012 中国物理 21 117101]

    [16]

    Venkataramanan N S, Suvitha A, Note, Kawazoe Y 2009 J. Mol. Struct. THEOCHEM 902 72

    [17]

    Yin Y S, Yu S Q, Zhang W W, Ye H N 2009 J. Mol. Struct. Theochem. 902 1

    [18]

    DMol is a density functional theory program distributed by Accelrys, Inc., 2006; Delley B 1990 J. Chem. Phys. 92 508; 2000 113 7756

    [19]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [20]

    Kant A, Strauss B 1964 J. Chem. Phys. 41 3806

    [21]

    Rosen B 1970 Spectroscopic Data Relative to Diatomic Molecules (New York Oxford University Press)

    [22]

    Aguilera-Granja F, Vega A 2009 Phys. Rev. B 79 144423

    [23]

    Sun Q, Kandalam A K, Wang Q, Jena P, Kawazoe Y, Marquez M 2006 Phys. Rev. B 73 134409

    [24]

    Ma Q M, Xie Z, Wang J, Liu Y, Li Y C 2006 Phys. Lett. A 358 289

    [25]

    Calleja M, Rey C, Alemany M M G, Gallego L J, Ordejón P, Sánchez-Portal D, Artacho E, Soler J M 1999 Phys. Rev. B 60 2020

    [26]

    Zhao J J, Guo L 2010 Chin. J. Struct. Chem. 29 816

    [27]

    Behm J M, Brugh D J, Morse M D 1994 J. Chem. Phys. 101 6487

    [28]

    Wang M, Huang X W, Du Z L, Li Y C 2009 Chem. Phys. Lett. 480 258

    [29]

    Sebetci A 2008 Chem. Phys. 354 196

    [30]

    Kittel C 2005 Introduction to Solid State Physics (8th Ed.) (Wiley, New York) p50

    [31]

    Chen M X, Yan X H 2008 J. Chem. Phys. 128 174305

    [32]

    Mpourmpakis G, Froudakis G E, Andriotis A N, Menon M 2005 Phys. Rev. B 72 104417

    [33]

    Mazin I I 1999 Phys. Rev. Lett. 83 1427

    [34]

    Zhang G W, Feng Y P, Ong C K 1996 Phys. Rev. B 54 17208

  • [1]

    Billas Isabelle M L, Cha telain A, de Heer Walt A 1994 Science 265 1682

    [2]

    Alonso J A 2000 Chem. Rev. 100 637

    [3]

    Aguilera-Granja F, García-Fuente A, Vega A 2008 Phys. Rev. B 78 134425

    [4]

    Piotrowski M J, Piquini P, Da Silva J L F 2010 Phys. Rev. B 81 155446

    [5]

    Yin S Y, Moro R, Xu X S, de Heer W A 2007 Phys. Rev. Lett. 98 113401

    [6]

    Yin S Y 2006 Ph. D. Dissertation (Atlanta: School of Physics Georgia Institute of Technology)

    [7]

    Wu P, Yuan L F, Yang J L 2008 J. Phys. Chem. A 112 12320

    [8]

    L J, Zhang F Q, Jia J F, Xu X H, Wu H S 2010 J. Mol. Struct. Theochem. 955 14

    [9]

    L J, Qin J P, Wu H S 2013 Acta Phys. Sin. 62 053101 (in Chinese)[吕瑾, 秦健萍, 武海顺 2013 物理学报 62 053101]

    [10]

    Ren F Z, Wang Y X, Tian F Y, Zhao W J, Luo Y H 2008 Acta Phys. Sin. 57 2165 (in Chinese)[任凤竹, 王渊旭, 田付阳, 赵文杰, 罗有华 2008 物理学报 57 2165]

    [11]

    Ge G X, Jing Q, Cao H B, Yang Z Q, Tang G H, Yan, H X 2011 Acta Phys. Sin. 60 103102 (in Chinese)[葛桂贤, 井群, 曹海滨, 杨增强, 唐光辉, 闫红霞 2011 物理学报 60 103102]

    [12]

    Zhang M, Feng X J, Zhao L X, Zhang HY, Luo Y H 2012 Chin. Phys. B 21 056102 (in Chinese)[张孟, 冯晓娟, 赵丽霞, 张红雨, 罗有华 2012 中国物理 21 056102]

    [13]

    Zhang X R, Yang X, Ding X L 2012 Chin. Phys. B 21 093601 (in Chinese)[张秀荣, 杨星, 丁迅雷 2012 中国物理 21 093601]

    [14]

    Zhang X R, Li Y, Yin L, Wang Y Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 023601 (in Chinese)[张秀荣, 李扬, 尹琳, 王杨杨 2013 物理学报 62 023601]

    [15]

    Tang C M, Chen S W, Zhu W H, Tao C J, Zhang A M, Gong J F, Zou H, Liu M Yi, 2012 Chin. Phys. B 21 117101 in Chinese 2012 B 21 117101 (in Chinese) [唐春梅, 陈声伟, 朱卫华, 陶成君, 张爱梅, 巩江峰, 邹华, 刘明熠 2012 中国物理 21 117101]

    [16]

    Venkataramanan N S, Suvitha A, Note, Kawazoe Y 2009 J. Mol. Struct. THEOCHEM 902 72

    [17]

    Yin Y S, Yu S Q, Zhang W W, Ye H N 2009 J. Mol. Struct. Theochem. 902 1

    [18]

    DMol is a density functional theory program distributed by Accelrys, Inc., 2006; Delley B 1990 J. Chem. Phys. 92 508; 2000 113 7756

    [19]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [20]

    Kant A, Strauss B 1964 J. Chem. Phys. 41 3806

    [21]

    Rosen B 1970 Spectroscopic Data Relative to Diatomic Molecules (New York Oxford University Press)

    [22]

    Aguilera-Granja F, Vega A 2009 Phys. Rev. B 79 144423

    [23]

    Sun Q, Kandalam A K, Wang Q, Jena P, Kawazoe Y, Marquez M 2006 Phys. Rev. B 73 134409

    [24]

    Ma Q M, Xie Z, Wang J, Liu Y, Li Y C 2006 Phys. Lett. A 358 289

    [25]

    Calleja M, Rey C, Alemany M M G, Gallego L J, Ordejón P, Sánchez-Portal D, Artacho E, Soler J M 1999 Phys. Rev. B 60 2020

    [26]

    Zhao J J, Guo L 2010 Chin. J. Struct. Chem. 29 816

    [27]

    Behm J M, Brugh D J, Morse M D 1994 J. Chem. Phys. 101 6487

    [28]

    Wang M, Huang X W, Du Z L, Li Y C 2009 Chem. Phys. Lett. 480 258

    [29]

    Sebetci A 2008 Chem. Phys. 354 196

    [30]

    Kittel C 2005 Introduction to Solid State Physics (8th Ed.) (Wiley, New York) p50

    [31]

    Chen M X, Yan X H 2008 J. Chem. Phys. 128 174305

    [32]

    Mpourmpakis G, Froudakis G E, Andriotis A N, Menon M 2005 Phys. Rev. B 72 104417

    [33]

    Mazin I I 1999 Phys. Rev. Lett. 83 1427

    [34]

    Zhang G W, Feng Y P, Ong C K 1996 Phys. Rev. B 54 17208

  • [1] 吕瑾, 秦健萍, 武海顺. ConAl (n= 18)合金团簇结构和磁性质研究. 物理学报, 2013, 62(5): 053101. doi: 10.7498/aps.62.053101
    [2] 姜恩海, 朱兴凤, 陈凌孚. Heusler合金Co2MnAl(100)表面电子结构、磁性和自旋极化的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(14): 147301. doi: 10.7498/aps.64.147301
    [3] 阴敏, 张敏, 吕瑾, 武海顺. TM@Cu12N12团簇磁性第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(20): 203102. doi: 10.7498/aps.68.20190737
    [4] 陈宣, 彭霞, 邓开明, 肖传云, 胡凤兰, 谭伟石. 笼状Au20内掺M13(M=Fe,Ti)团簇磁性的密度泛函计算研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5370-5375. doi: 10.7498/aps.58.5370
    [5] 杨剑, 王倪颖, 朱冬玖, 陈宣, 邓开明, 肖传云. MPb10(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)几何结构和磁性的密度泛函计算研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3112-3117. doi: 10.7498/aps.58.3112
    [6] 侯海燕, 姚慧, 李志坚, 聂一行. 磁性硅烯超晶格中电场调制的谷极化和自旋极化. 物理学报, 2018, 67(8): 086801. doi: 10.7498/aps.67.20180080
    [7] 阮文, 谢安东, 余晓光, 伍冬兰. NaBn(n=19)团簇的几何结构和电子性质. 物理学报, 2012, 61(4): 043102. doi: 10.7498/aps.61.043102
    [8] 徐本富, 杨传路, 童小菲, 王美山, 马晓光, 王德华. FenO+m(n+m=4)团簇的构型、电子结构特征和磁性. 物理学报, 2010, 59(11): 7845-7849. doi: 10.7498/aps.59.7845
    [9] 秦建华, 郭 永, 陈信义, 顾秉林. 磁电垒结构中自旋极化输运性质的研究. 物理学报, 2003, 52(10): 2569-2575. doi: 10.7498/aps.52.2569
    [10] 文黎巍, 王玉梅, 裴慧霞, 丁俊. Sb系half-Heusler合金磁性及电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047110. doi: 10.7498/aps.60.047110
    [11] 陈丽, 李华, 董建敏, 潘凤春, 梅良模. 原子簇La8-xBaxCuO6的原子磁矩和自旋极化的电子结构研究. 物理学报, 2004, 53(1): 254-259. doi: 10.7498/aps.53.254
    [12] 刘立仁, 雷雪玲, 陈杭, 祝恒江. Bn(n=2—15)团簇的几何结构和电子性质. 物理学报, 2009, 58(8): 5355-5361. doi: 10.7498/aps.58.5355
    [13] 罗礼进, 仲崇贵, 方靖淮, 赵永林, 周朋霞, 江学范. Heusler合金Mn2 NiAl的电子结构和磁性对四方畸变的响应及其压力响应. 物理学报, 2011, 60(12): 127502. doi: 10.7498/aps.60.127502
    [14] 陈 宣, 卢功利, 唐春梅, 邓开明, 谭伟石. M2Sn17(M=Ni,Mn)及其阴离子的几何结构、电子结构和磁性的计算研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5216-5220. doi: 10.7498/aps.56.5216
    [15] 张秀荣, 吴礼清, 康张李, 唐会帅. OsnN0,±(n=1—6)团簇几何结构与稳定性的理论研究. 物理学报, 2011, 60(5): 053601. doi: 10.7498/aps.60.053601
    [16] 雷雪玲, 王清林, 闫玉丽, 赵文杰, 杨 致, 罗有华. 利用密度泛函理论研究BnNi(n≤5)小团簇的结构和磁性. 物理学报, 2007, 56(8): 4484-4490. doi: 10.7498/aps.56.4484
    [17] 雷雪玲, 祝恒江, 葛桂贤, 王先明, 罗有华. 密度泛函理论研究BnNi(n=6—12)团簇的结构和磁性. 物理学报, 2008, 57(9): 5491-5499. doi: 10.7498/aps.57.5491
    [18] 唐春梅, 郭微, 朱卫华, 刘明熠, 张爱梅, 巩江峰, 王辉. 内掺过渡金属非典型富勒烯M@C22(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 几何结构、电子结构、稳定性和磁性的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(2): 026101. doi: 10.7498/aps.61.026101
    [19] 唐春梅, 朱卫华, 邓开明. 内掺过渡金属富勒烯衍生物Ni@C20H20几何结构、成键和电磁性质的密度泛函计算研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4567-4572. doi: 10.7498/aps.58.4567
    [20] 唐振坤, 王玲玲, 唐黎明, 游开明, 邹炳锁. 磁台阶势垒结构中二维电子气的自旋极化输运. 物理学报, 2008, 57(9): 5899-5905. doi: 10.7498/aps.57.5899
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1221
  • PDF下载量:  518
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-12
  • 修回日期:  2014-03-18
  • 刊出日期:  2014-07-05

ComAln(m+n ≤ 6)团簇的结构和磁性理论研究

  • 1. 山西师范大学化学与材料科学学院, 临汾 041004
    基金项目: 

    国家自然科学青年基金(批准号:21301112)、教育部博士点基金(批准号:20131404120001)和山西省自然科学基金(批准号:2012021020-1)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT-GGA)对ComAln(m+n ≤ 6)合金团簇进行了系统的几何、电子结构和磁性质研究. 研究结果发现ComAln(m+n ≤ 6)团簇最稳定结构倾向于形成Co–Al成键数最多的构型,其中的Co–Al二元合金团簇的最稳定结构类似于纯钴团簇. 随着Al原子数的增多,团簇的平均磁矩呈线性降低趋势. ComAl(m=2–5)团簇的总磁矩均比Com+1团簇的小4 μB,与实验上对较大CoNAlM 团簇的磁性检测结果获得了很好地符合. ComAln 团簇磁性的降低主要归因于非磁性Al元素的掺入以及Al 掺杂后Co原子的整体自旋极化减弱.

English Abstract

参考文献 (34)

目录

    /

    返回文章
    返回