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文檔簡介
1、一維過渡金屬原子鏈(Transition.metal monoatom chain,TM MAC)由于具有獨特的物理性質(zhì)如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、高自旋極化、量子隧穿效應(yīng)和巨磁性等,因而在高密度磁性存儲、納米電路和白旋過濾等領(lǐng)域都展現(xiàn)了很廣闊的應(yīng)用前景。自成功制備出TM MAC以來,如何才能使TM MAC實際應(yīng)用一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點。
一維過渡金屬原子鏈在自然條件下是不穩(wěn)定的,因此我們必須在不破壞其獨特的物理特性的前
2、提下提高其穩(wěn)定性。目前,穩(wěn)定金屬原子鏈的一種主要方法是將金屬原子鏈封裝在穩(wěn)定的納米管結(jié)構(gòu)中。金納米管除具有納米管所固有的性質(zhì)外,還具有很好的穩(wěn)定性和電導(dǎo)性。因此用金納米管封裝TM MAC成為一個較為理想的選擇。
本文采用基于密度泛函理論(Density function theory,DFT)的第一性原理(First principles)方法,對所有的第三副族(3d)(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu)
3、過渡金屬原子鏈封裝在Au(5,5)管(TM@Au)后的幾何結(jié)構(gòu)、能量和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,并計算了其磁矩和磁晶各向異能,力圖探索3d過渡金屬原子鏈封裝在Au納米管后的共性和各自所獨有的特性。得到的主要結(jié)論如下:
1.Sc@Au、Ti@Au、Fe@Au、Co@Au和Ni@Au鐵磁態(tài)更穩(wěn)定,而V@Au、Cr@Au和Mn@Au在反鐵磁態(tài)更穩(wěn)定;
2.過渡金屬原子鏈封裝在Au管后,鐵磁態(tài)TM@Au的晶格常數(shù)隨原子序數(shù)
4、的增加基本呈減小趨勢。反鐵磁態(tài)TM@Au的晶格常數(shù)都要大于相應(yīng)的反鐵磁態(tài)TM MAC;
3.封裝在Au管后,兩種磁態(tài)TM@Au的形成能都比自由原子鏈中形成能大得多,因此,用Au管封裝可以穩(wěn)定TM MAC;
4.TM@Au穩(wěn)定態(tài)的自旋磁矩相比自由原子鏈中均有所降低,說明TM原子與Au原子之間相互作用削弱了TM原子的自旋極化;
5.鐵磁態(tài)TM@Au易磁化軸由自由原子鏈中的沿原子鏈方向轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇谠?/p>
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