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MPb_(10)(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)几何结构和磁性的密度泛函计算研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641.121[理学—物理化学;理学—化学] O561.1[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]南京理工大学应用物理系,南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10174039)和江苏省自然科学基金(批准号:BK2002099)资助的课题.
中文摘要:

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generalized gradientap proximation,GGA)对MPb10(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)四种同分异构体的几何结构和磁性进行了计算研究.发现在四种同分异构体中,D4d结构的MPb10(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)具有最大的结合能和能隙,表明D4d结构为其基态几何结构,具有较高的化学稳定性.磁性计算显示:基态TiPb10团簇的磁矩为2μB,Ti原子与周围的Pb原子之间存在着弱的铁磁相互作用.基态VPb10团簇的总磁矩为1μB,V原子与周围的Pb原子之间既存在着弱的铁磁相互作用又存在弱的反铁磁相互作用.基态CuPb10团簇的磁矩为1μB,Cu原子与周围的Pb原子之间存在着弱的铁磁相互作用.基态CrPb10和PdPb10团簇的磁矩为零,体现为非磁性.由此可见,可以通过内掺不同过渡金属对Pb10团簇的化学反应活性和磁性进行调制.

英文摘要:

The geometric and magnetic properties of MPb10 ( M = Ti, V, Cr, Cu, Pd)clusters with four probable isomers have been studied using the generalized grandient approximation based on density functional theory. It was found that the D4d structures of MPb10(M = Ti, V, Cr, Cu, Pd) have the highest binding energy and largest energy gaps among the four possible isomers, indicating that the D4d structure is the ground statess of MPb10 cluster with high kinetical stability. The magnetism study shows that the ground states of TiPb10 ,VPbto and CuPb10 clusters have 2μB, 1 μB and 1 μB magnetic moments, respectively. For M = Ti and Cu, the magnetic ordering of MPb10 clusters is in a weak ferromagnetic arrangement between M and Pb atoms, while there is both weak ferromagnetic and weak antiferromagnetic arrangements between Cu and Pb atoms for the CuPb10 cluster. On the other hand, there is no magnetic moment in the CrPb10 and PdPb10 clusters. Thus, the magnetic properties of MPb10 clusters could be tuned by doping different transition metal atoms into Pb10 cage.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876