院凌翔 吴苗苗

摘 要：运用第一性原理计算的方法，对二维金属Cr酞菁小应力作用（-4%-4%）下的电子结构调制及磁性变化进行了研究，通过稳定构型附近的应力搜索发现，拉应力比压应力更适于调控能带，3%拉应力下带隙达到了0.27eV，小应力作用下对金属酞菁的磁性几乎没有影响。

关键词：二维金属；酞菁；结构；磁性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.252

0 前言

酞菁是一种传统染料，但因其优异多样的光电特性而再次进入人们的视野[1，2]。酞菁是二维大环共轭电子体系，在酞菁的苯环上引入不同的支链，由于取代基的个数和种类不同可形成各式各样的酞菁化合物，被广泛用于非线性光学[3]，光电器件[4，5]，液晶材料[6]，电致变色[7]等领域。环内侧与铁，钴，镍，铜和锌等过渡金属元素配位后形成酞菁金属化合物，即金属酞菁。石墨烯的大受追捧，也引发了类石墨烯结构的二维金属酞菁研究的火热，2011年Abel M等人率先在实验上合成了单层的铁酞菁平面[8]，同年Jian Zhou等人从理论计算角度，分析了Cr-Zn基的电子结构和磁性性质[9]。2013年Jian Zhou等人在此基础上进一步研究了卤素原子吸附对铬酞菁，锰酞菁和铁酞菁的磁性影响[10]。然而目前，对于应力作用下二维金属酞菁的电子结构及磁性研究还是空白。本文用第一性原理计算的方法，对应力作用下二维金属Cr酞菁的电子结构及磁性进行了研究。

1 计算方法

本文中采用的是基于自旋极化密度泛函理论代码包Vienna ab initio simulation package（VASP），以平面波基组展开的PAW赝势，广义梯度近似GGA下的PBE泛函。计算时平面波展开的截断能为400eV，迭代能量收敛精度10e-4eV，Hellman-Feymann力收敛精度为0.01eV/埃。……