一維環(huán)多烯-過(guò)渡金屬三明治分子線的電子結(jié)構(gòu)和磁性研究.pdf

1、有機(jī)金屬化合物是重要的分子自旋電子學(xué)材料，具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值，它們的研究對(duì)自旋電子學(xué)及自旋電子器件的發(fā)展具有重要意義。
　　 本文運(yùn)用基于密度泛函理論（DFT）的第一性原理的材料性質(zhì)計(jì)算軟件Materials Studio 4.3里面的Dmol3軟件包，系統(tǒng)地研究了一維環(huán)多烯（CnHn，n=5,6,7,8）-過(guò)渡金屬（Mt，Mt=Sc~Zn）三明治分子線的幾何結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)及磁性。
　　 通過(guò)幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化計(jì)算，本文

2、發(fā)現(xiàn)當(dāng)n=5或者6時(shí)，幾乎所有的CnHn-Mt（Sc~Zn）三明治分子線結(jié)構(gòu)都是穩(wěn)定的（除了C6H6Cu、C6H6Zn），不存在亞穩(wěn)態(tài)，其中配位體碳環(huán)上所有的原子都處在一個(gè)平面上；當(dāng)n=7(n=8)時(shí)，只有過(guò)渡金屬前幾號(hào)C7H7Sc、C7H7Ti、C7H7V、C7H7Co(C8H8Sc、C8H8Ti、C8H8V、C8H8Cr)的分子線的幾何結(jié)構(gòu)是碳環(huán)原子保持在一個(gè)平面內(nèi)，不存在畸變，實(shí)驗(yàn)上相對(duì)比較容易合成。隨著過(guò)渡金屬原子序數(shù)的增加，（

3、a）一維環(huán)多烯-過(guò)渡金屬三明治結(jié)構(gòu)越來(lái)越不穩(wěn)定（Eb的絕對(duì)值越來(lái)越?。唬╞）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)環(huán)多烯-過(guò)渡金屬三明治分子線的晶格常數(shù)c先減小再增加。
　　 接下來(lái)本文研究了那些穩(wěn)定的一維環(huán)多烯-過(guò)渡金屬分子線的電子結(jié)構(gòu)及磁性，發(fā)現(xiàn)C6H6V，C6H6Mn，C5H5V，C5H5Cr，C5H5Fe分子線的能帶為半金屬性，與Lei Shen等人[40]的計(jì)算結(jié)果一致。首次發(fā)現(xiàn)了一種新的具有半金屬性的分子線結(jié)構(gòu)：C8H8V，其自旋向上（兩個(gè)電

4、子多占據(jù)）的通道為金屬性，自旋向下（一個(gè)電子少占據(jù)）的通道為半導(dǎo)體性；然后通過(guò)態(tài)密度（DOS）與分態(tài)密度（PDOS）分析，認(rèn)為V原子的3d軌道與配位體C8H8碳環(huán)的2p軌道的強(qiáng)相互作用在費(fèi)米面附近對(duì)半金屬性的貢獻(xiàn)最大。隨后為了進(jìn)一步驗(yàn)證其半金屬性，本文計(jì)算了C6H6V，C6H6Mn，C5H5V，C5H5Cr，C5H5Fe，C8H8V等分子線的自旋總磁矩，發(fā)現(xiàn)除了C5H5Cr分子線磁矩的計(jì)算結(jié)果為0.71μB，其他的都是整數(shù)值。按照這些半