錳團(tuán)簇Mn-,N-（N=2～6）的結(jié)構(gòu)與磁性分析.pdf

1、錳的小團(tuán)簇Mnn(n=2～6)是一種自旋分布相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)渡金屬簇。以往Mn簇的理論計(jì)算差異較大，與實(shí)驗(yàn)對(duì)照又有許多爭(zhēng)議。本文擬就Mnn(n=2～6)構(gòu)型對(duì)磁性的影響作一分析。 本文首先根據(jù)拓?fù)鋵W(xué)原理確定MnN團(tuán)簇可能的幾何構(gòu)型，然后用密度泛函方法進(jìn)行能量計(jì)算與結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，計(jì)算采用ADF程序，GGA部分的XC函數(shù)為PW91，使用ZORATZ2P基組對(duì)可能的幾何構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，并計(jì)算其振動(dòng)頻率，排除了許多振動(dòng)頻率為負(fù)值的非局域極小點(diǎn)

2、的模型，比較局域極小點(diǎn)構(gòu)型的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，討論了團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)、磁極化性質(zhì)。 計(jì)算結(jié)果：Mn3團(tuán)簇有線形與三角形兩類構(gòu)型，得到的構(gòu)型大多呈高自旋順磁性，自旋極化度為2～5μB/atom。Mn3最穩(wěn)定構(gòu)型為對(duì)稱性D∞h、磁矩13μB的鐵磁性直線構(gòu)型，其自旋極化度均大于4μB/atom(接近原子態(tài))且方向相同。Mn4團(tuán)簇的最穩(wěn)定構(gòu)型為三角錐體(C3v,11重態(tài))。Mn4團(tuán)簇的三維立體結(jié)構(gòu)(比如Td、C3v、D2d等)中電荷大多平均分布

3、，即大多是離域金屬鍵。其中準(zhǔn)四面體(D2d)、蝶形結(jié)構(gòu)有強(qiáng)弱鍵交替現(xiàn)象出現(xiàn)。二維平面構(gòu)型中長(zhǎng)方形、菱形都出現(xiàn)明顯的強(qiáng)弱交替鍵，并且是低自旋的構(gòu)型。線形結(jié)構(gòu)無(wú)論直線或折線都出現(xiàn)強(qiáng)弱交替的定域鍵，且都是高自旋構(gòu)型。Mn5團(tuán)簇最穩(wěn)定構(gòu)型為對(duì)稱性D3h、磁矩為3μB的弱鐵磁性三角雙錐體。Mn5團(tuán)簇中大多數(shù)構(gòu)型顯現(xiàn)出鐵磁性，自旋極化度為3～4μB/atom。Mn6團(tuán)簇的最穩(wěn)定構(gòu)型為的鐵磁性畸變八面體(C4v、磁矩16)。不同構(gòu)型總自旋極化度雖不同