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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

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

唐春梅, 郭微, 朱卫华, 刘明熠, 张爱梅, 巩江峰, 王辉
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  • 采用密度泛函理论中广义梯度近似对非典型富勒烯C22和过渡金属内掺衍生物M@C22(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)的几何结构和电子结构进行计算研究.发现非典型富勒烯C22的基态结构是含有一个四碳环的单重态笼状结构.过渡金属原子的掺入明显提高了体系的稳定性. C-M键既有一定共价性又有一定离子性.磁性、能级图、轨道分布和态密度图分析表明:M原子的3d轨道和碳笼的C原子的原子轨道之间存在较强的轨道杂化. Ti, Cr, Fe和Ni内掺的结构出现磁性完全猝灭现象. Sc和碳笼间是弱反铁磁作用, V,Mn和Co与碳笼间是弱铁磁作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10947132,11104062, 11004047),中国博士后基金(批准号:20100471307),江苏省博士后基金(批准号:1001001C), 河海大学科研启动费(批准号:2084/40801130),河海大学优秀创新人才计划和中央高校基本科研业务费 (批准号:2009B26314,2010B29014)资助的课题.
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    Lu G L, Yuan Y B, Deng K M, Wu H P, Yang J L, Wang X 2006 Chem. Phys. Lett. 424 142

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    Aihara, J I 2001 Chem. Phys. Lett. 343 465

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-06
  • 修回日期:  2011-05-18
  • 刊出日期:  2012-01-05

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

  • 1. 河海大学理学院, 南京 210098
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10947132,11104062, 11004047),中国博士后基金(批准号:20100471307),江苏省博士后基金(批准号:1001001C), 河海大学科研启动费(批准号:2084/40801130),河海大学优秀创新人才计划和中央高校基本科研业务费 (批准号:2009B26314,2010B29014)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论中广义梯度近似对非典型富勒烯C22和过渡金属内掺衍生物M@C22(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)的几何结构和电子结构进行计算研究.发现非典型富勒烯C22的基态结构是含有一个四碳环的单重态笼状结构.过渡金属原子的掺入明显提高了体系的稳定性. C-M键既有一定共价性又有一定离子性.磁性、能级图、轨道分布和态密度图分析表明:M原子的3d轨道和碳笼的C原子的原子轨道之间存在较强的轨道杂化. Ti, Cr, Fe和Ni内掺的结构出现磁性完全猝灭现象. Sc和碳笼间是弱反铁磁作用, V,Mn和Co与碳笼间是弱铁磁作用.

English Abstract

参考文献 (17)

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