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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
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类: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),江苏省自然科学基金(批准号:BK2002099,BK2006204)和江苏省研究生培养创新基金(2006)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 gradient approximation,GGA)对Ni2Sn17,Mn2Sn17,[Ni2Sn17]^4-和[Mn2Sn17]^2-三种同分异构体的几何结构、电子结构和磁性进行了研究.发现:在三种同分异构体中,D2d结构的Ni2Sn17,Mn2Sn17,[Ni2Sn17]^4-和[Mn2Sn17]^2-最为稳定.磁性研究表明:中性团簇Ni2Sn17的D2d结构和D4d结构出现了自旋分裂能级,分别带有4μB和2μB的磁矩.其中,Ni原子与Sn原子之间存在弱的铁磁相互作用.而D4h结构磁矩为零.另一方面,对于中性团簇Mn2Sn17,三种结构都有磁矩,大小分别是2μB,6μB和2μB.其中,Mn原子与Sn原子之间,D2d结构存在弱的反铁磁相互作用而D4h结构主要是弱的铁磁相互作用.D4d结构中的Mn与Sn之间既有弱的铁磁又有弱的反铁磁相互作用.对于两种团簇的负离子[Ni2Sn17]^4-和[Mn2Sn17]^2-,三种结构都是闭壳层结构,体现为非磁性.

英文摘要:

The geometric structures and magnetism of the three probable isomers for Ni2Sn 17 ,Mn2Sn 17 ,[Ni2Sn 17 ]^ 4- and [Mn2Sn 17 ]^ 2- have been studied using the generalized gradient approximation based on density functional theory. It was found that the D 2d structures of Ni2Sn 17 ,Mn2Sn 17 ,[Ni2Sn 17 ]^ 4- and [Mn2Sn 17 ]^ 2- are the most stable structures among the three possible isomers. The study shows that the D 2d structure and the D 4d structure of Ni2Sn 17 have spin-splitting, leading to the magnetic moment 4μB and 2μB, respectively, and there is weak ferromagnetic interaction between the Ni and Sn atoms for the D 2d structure and the D 4d structure. However, there is no magnetic moment in the D 4h structure. On the other hand, the D 2d , D 4d , and D 4h Mn2Sn 17 have 2μB,6μB and 2μB magnetic moments, respectively. It is interesting that there is weak antiferromagnetic interaction and weak ferromagnetic interaction between Mn and Sn atoms for the D 2d and D 4h structures, respectively, while there is not only weak ferromagnetic interaction but also weak antiferromagnetic interaction between Mn and Sn atoms in the D 4d structure. Finally, It is worth noting that all their anion counterparts of [Ni2Sn 17 ]^ 4- and [Mn2Sn 17 ]^ 2- have closed electronic configurations, showing no magnetic moment.

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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