孙　林, 王怀谦,2, 吴　梦, 李慧芳, 李孝义, 杜　丹, 沙　蕊

(1. 华侨大学工学院, 泉州 362021; 2. 北京计算科学研究中心, 北京 100094;3. 北京北汽模塑科技有限公司, 北京 102606)



SnnSm(n=1～9)团簇结构稳定性与磁学性质的理论研究

孙林1, 王怀谦1,2, 吴梦3, 李慧芳1, 李孝义1, 杜丹1, 沙蕊1

(1. 华侨大学工学院, 泉州 362021; 2. 北京计算科学研究中心, 北京 100094;3. 北京北汽模塑科技有限公司, 北京 102606)

采用Saunders全局优化随机踢球模型与密度泛函理论相结合的方法, 在B3LYP/SDD理论水平下研究了锡基原子团簇Snn(n=2～10)及锡基稀土原子钐掺杂团簇SnnSm(n=1～9)的几何结构、 稳定性、 电子性质和磁性. 结果表明, 团簇SnnSm(n=1～9)中掺杂的钐原子通常位于主团簇的表面, 掺杂团簇的基态结构更倾向于具有较高对称性的三维结构; 二元锡基混合团簇的平均结合能变大, 稳定性增强, 这主要归因于Sn—Sm键比Sn—Sn键的键能大, 具有更强的相互作用; 掺杂团簇具有较高的磁性, 其总磁矩主要源自于钐原子4f电子的贡献; 随着团簇尺寸的增加, 二元团簇的总磁矩呈现出趋于饱和的现象.

原子团簇; 密度泛函理论; 磁矩; 踢球模型

稀土元素因其独特的电、 光、 磁及热等性能被视为新材料的“宝库”, 其研究受到广泛关注. 稀土元素由于具有独特的4f电子层结构, 其与一些3d元素化合物形成的晶体结构中会形成单轴各向异性, 具有非常优异的超常磁性; 同时由于其独特的电子层结构, 使得其与主族元素和过渡金属元素掺杂不同, 在掺入ⅣA族元素的团簇中时, 会生成一些与主团簇不同的新奇结构, 同时还……