3d、4d過(guò)渡金屬摻雜純硼團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及電子性質(zhì)的密度泛函理論研究.pdf

1、本文利用基于密度泛函理論的第一性原理量子化學(xué)方法研究了3d、4d過(guò)渡金屬摻雜在純硼團(tuán)簇中的結(jié)構(gòu)及電子性質(zhì)。其主要內(nèi)容如下： 第一部分簡(jiǎn)要介紹了團(tuán)簇的一些基本情況。首先，簡(jiǎn)單介紹了團(tuán)簇研究的范疇及意義，淺談一下團(tuán)簇研究的應(yīng)用與發(fā)展前景，接著介紹了有關(guān)團(tuán)簇的一些基本概念，最后，概括了本文在團(tuán)簇研究中所做的工作和意義。 接下來(lái)我們簡(jiǎn)單介紹了密度泛函理論的基本框架及其發(fā)展過(guò)程。量子化學(xué)的發(fā)展是密度泛函理論產(chǎn)生的歷史背景。首先，介

2、紹了密度泛函理論的發(fā)展過(guò)程，從Thomas-Fermi模型，到Hohenberg-Kohn定理，再到Kohn-Sham方程，直到最近的對(duì)密度泛函理論的各種修正，包括局域密度近似和廣義梯度近似。在這一章的最后，我們簡(jiǎn)要介紹了本文所使用的模擬軟件-MS.Dmol<'3>軟件。 最后，我們利用MS.Dmol<'3>軟件對(duì)MB<,n>(M=cr、Mn、 Fe、Co、Ni n≤7)和MB<,n>(M=Y、Zr、 Nb、Mo、 Ru n≤1

3、0)團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)和磁性進(jìn)行了計(jì)算。具體的研究發(fā)現(xiàn)，在n≤7范圍內(nèi)，我們所得MB<,n>(M=Y、zr、Nb、Mo、Ru n≤7)團(tuán)簇的構(gòu)型和MB<,n>(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni n≤7)團(tuán)簇的計(jì)算結(jié)構(gòu)一致，但是有關(guān)團(tuán)簇的磁矩的結(jié)果略有差異。在MB<,n>團(tuán)簇中，電荷是從過(guò)渡金屬原子轉(zhuǎn)移到B原子上。通過(guò)對(duì)過(guò)渡金屬原子和B原子磁性的分析表明，對(duì)于CrB<,n>，MnB<,n>，和FeB<,n>團(tuán)簇來(lái)說(shuō)，源于過(guò)渡金屬原子

4、的自旋極化方向和源于B原子周圍的自旋極化方向取向相反，它們之間存在反鐵磁耦合；與之相反，在CoBn<,n>和NiB<,n>團(tuán)簇中，Co原子和Ni原子與B原子之間存在順鐵磁耦合。MB<,n>(M=Y、Zr、Nb、Mo、Ru n≤10)團(tuán)簇中過(guò)渡金屬原子的磁矩總體上是小于團(tuán)簇的總磁矩的(ZrB<,3>、NbB<,2>、MoB<,2>、MoB<,7>、RuB和RuB<,5>除外)，這一點(diǎn)與我們前面計(jì)算關(guān)于MB．(M=Cr、Mn、Fe)團(tuán)簇磁矩