Magnetic properties of small Fe clusters: a nonorthogonal Hamiltonian study

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作者 REN Yun 1,2 ,SUN hou qian 1,2 , WANG Bao lin 1, LUO You hua 1, WANG Guang hou 1(1. National Laboratory of Solid State Microstructures and Department of Physics, Nanjing University, Nanjing 210093 2.Yancheng Institute of Technology, Jia 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期583-588,共6页

We calculate the magnetic properties of small Fe N clusters( N =2～7,9,13,15) by using a parameterized Hubbard tight binding spd band model Hamiltonian, with the parameters obtained from nonorthogonal Hamiltonian para... We calculate the magnetic properties of small Fe N clusters( N =2～7,9,13,15) by using a parameterized Hubbard tight binding spd band model Hamiltonian, with the parameters obtained from nonorthogonal Hamiltonian parameters. the average magnetic moments, and the spin polarized charge distribution within clusters are in agreement with those obtained by first principle and tight binding calculations. The effect of the nonorthogonal basis is discussed. 展开更多

关键词 铁团 磁性 HUBBARD模型

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磁控溅射Fe-N薄膜及Fe-N/TiN多层膜的结构和磁性 被引量：4

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作者 李华飚 乔祎 +4 位作者 周剑平 赵春生 张永平 常香荣 田中卓 《真空科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期311-314,共4页

用磁控溅射法制备了Fe N薄膜和Fe N/TiN多层膜。结果表明 ,在常温下 ,使用较小的氮、氩比溅射 ,生成的Fe N薄膜主要是含氮α Fe固溶体 ,并且N原子进入α Fe晶格是饱和磁化强度提高的一个原因。Fe N/TiN多层膜的层间耦合作用以及减小每一... 用磁控溅射法制备了Fe N薄膜和Fe N/TiN多层膜。结果表明 ,在常温下 ,使用较小的氮、氩比溅射 ,生成的Fe N薄膜主要是含氮α Fe固溶体 ,并且N原子进入α Fe晶格是饱和磁化强度提高的一个原因。Fe N/TiN多层膜的层间耦合作用以及减小每一Fe N层厚度而引起的晶粒尺寸的减小可以有效地降低薄膜的矫顽力 。 展开更多

关键词 结构 磁性 溅射沉积 fe-n薄膜 fe-n/Tin多层膜

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γ′-Fe_4N薄膜的制备及其磁性 被引量：2

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作者 王丽丽 支文 +4 位作者 赵利军 王欣 马楠 金丹红 郑伟涛 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期275-278,共4页

采用直流磁控溅射方法,以Ar/N2为放电气体(N2/(Ar+N2)=10%),在玻璃和NaCl(100)单晶片上分别沉积获得Fe-N薄膜样品.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的结构、形貌和磁性能进行分析,研究基片和基片温... 采用直流磁控溅射方法,以Ar/N2为放电气体(N2/(Ar+N2)=10%),在玻璃和NaCl(100)单晶片上分别沉积获得Fe-N薄膜样品.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的结构、形貌和磁性能进行分析,研究基片和基片温度等条件对薄膜的影响.结果表明,以NaCl单晶为基片获得单相γ′-Fe4N薄膜,与玻璃基片相比可降低其生成的基片温度并可扩大形成温度的范围,且比饱和磁化强度略有增大. 展开更多

关键词 fe-n薄膜 结构 磁性

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体状 γ-Fe(N)和 Fe_4N 的合成及其磁特性 被引量：3

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作者 周桂琴 高强 连法增 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期388-391,共4页

利用固气反应原理和方法制备ＦｅＮ化合物．反应气氛为ＮＨ３，Ｈ２，［Ｎ］和［Ｈ］的混合物．分析了ＮＨ３的分解过程及［Ｎ］和Ｆｅ的反应．当ＮＨ３／［ＮＨ３＋Ｈ２］的比例为５％～１５％（体积百分数）和反应温度为６４０～６... 利用固气反应原理和方法制备ＦｅＮ化合物．反应气氛为ＮＨ３，Ｈ２，［Ｎ］和［Ｈ］的混合物．分析了ＮＨ３的分解过程及［Ｎ］和Ｆｅ的反应．当ＮＨ３／［ＮＨ３＋Ｈ２］的比例为５％～１５％（体积百分数）和反应温度为６４０～６８０℃时，通过水淬或冰水淬可得到几乎纯净的体状γＦｅ（Ｎ）．当ＮＨ３／［ＮＨ３＋Ｈ２］为１６％～５０％和反应温度为４００～６４０℃时，均匀、单一且纯的Ｆｅ４Ｎ体状化合物可以得到．研究了工艺条件对制备氮化物的影响规律．结果表明：γＦｅ（Ｎ）是非磁性的，Ｆｅ４Ｎ是铁磁性的．其饱和磁化强度、居里温度和矫顽力室温下分别为１８６Ａ·ｍ２／ｋｇ，４８０℃和０３９ｋＡ／ｍ． 展开更多

关键词 相结构 磁性 铁氮化合物

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偏压对直流磁控溅射Fe-N薄膜结构及性能的影响 被引量：1

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作者 李伟力 郑晓航 +1 位作者 周庚衡 薛宗伟 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期773-775,780,共4页

为了揭示偏压对溅射态Fe-N薄膜磁学行为的影响规律及机理,采用直流磁控溅射工艺在不同偏压下制备了Fe-N薄膜.利用掠入射X射线衍射、小角X射线散射技术和振动样品磁强计研究了薄膜的相结构、厚度、表面粗糙度以及磁性能.结果表明,增加偏... 为了揭示偏压对溅射态Fe-N薄膜磁学行为的影响规律及机理,采用直流磁控溅射工艺在不同偏压下制备了Fe-N薄膜.利用掠入射X射线衍射、小角X射线散射技术和振动样品磁强计研究了薄膜的相结构、厚度、表面粗糙度以及磁性能.结果表明,增加偏压有利于薄膜中非晶的形成,且随着偏压的增大,薄膜的厚度增加,表面粗糙度降低.Fe-N薄膜的磁性能表明,随着偏压的增加,薄膜的饱和磁化强度和矫顽力均有不同程度的减小.偏压的增加导致Fe-N薄膜由晶态向非晶态转变,从而引起磁性能的改变. 展开更多

关键词 fe-n薄膜 偏压 膜厚 表面粗糙度 磁性能

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嵌埋于沸石分子筛中的Fe_n团簇的磁性能研究

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作者 张万里 张文旭 +2 位作者 蒋洪川 彭斌 杨仕清 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期232-234,共3页

运用RKKY理论 ,推导了金属球形团簇间交换作用 ,并利用蒙特卡罗 (MC)方法模拟了嵌埋于沸石分子筛中的Fen 团簇体系的磁性能与团簇尺寸的关联效应。结果表明 :嵌埋式团簇体系的磁性能随团簇间距离呈震荡型 ,体系磁化强度随团簇分布密度... 运用RKKY理论 ,推导了金属球形团簇间交换作用 ,并利用蒙特卡罗 (MC)方法模拟了嵌埋于沸石分子筛中的Fen 团簇体系的磁性能与团簇尺寸的关联效应。结果表明 :嵌埋式团簇体系的磁性能随团簇间距离呈震荡型 ,体系磁化强度随团簇分布密度及填充率的增大而增大 ,这对新型复合磁性材料的制备提供了参考。 展开更多

关键词 嵌埋式磁性团簇 RKKY理论 蒙特卡罗模拟 fen团簇 磁性能 关联效应 团簇尺寸 复合磁性材料 沸石分子筛

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衬底温度对Fe-N薄膜结构、形貌及磁性能的影响

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作者 王丽丽 王欣 +2 位作者 宫杰 郑伟涛 宗占国 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1838-1842,共5页

采用直流磁控溅射方法,以Ar和N2作为放电气体,在单晶Si(100)衬底上沉积了Fe-N薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUIDS)对所制备的样品进行了结构、成分、形貌和磁性能分析... 采用直流磁控溅射方法,以Ar和N2作为放电气体,在单晶Si(100)衬底上沉积了Fe-N薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUIDS)对所制备的样品进行了结构、成分、形貌和磁性能分析,研究了衬底温度对薄膜的结构、形貌和磁性能的影响。结果表明:衬底温度对Fe-N薄膜的结构有重要的影响,通过控制衬底温度可以获得单相γ-′Fe4N化合物薄膜;γ-′Fe4N具有较高的饱和磁化强度,是非常有应用前景的磁记录介质及磁头功能材料。 展开更多

关键词 fe-n薄膜 衬底温度 磁性能

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基片表面的磁场对磁控溅射法制备Fe-N薄膜特性的影响

8

作者 朱炎 狄国庆 +2 位作者 陈亚杰 赵登涛 杨海峰 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第4期332-335,共4页

利用反应磁控溅射方法制备了Fe N薄膜。发现未退火的薄膜基本处于非晶或微晶状态 ,退火或在沉积时对基片施加一磁场 ,可使晶粒变大 ,并出现对应内部存在应力的γ′ Fe4N的 (110 )晶面的择优取向。特别是外加的磁场使得Fe N薄膜具有明显... 利用反应磁控溅射方法制备了Fe N薄膜。发现未退火的薄膜基本处于非晶或微晶状态 ,退火或在沉积时对基片施加一磁场 ,可使晶粒变大 ,并出现对应内部存在应力的γ′ Fe4N的 (110 )晶面的择优取向。特别是外加的磁场使得Fe N薄膜具有明显改善的磁性能。 展开更多

关键词 磁场 磁性能 晶粒 铁-氮 薄膜 磁控溅射 制备

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(Fe-Ni)-B-Y-Nb块体非晶合金的磁性能研究

9

作者 陈伟荣 韩学进 +1 位作者 韩光 葛毓立 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第12期12-13,共2页

选择Fe-B-Y作为基础的三元合金系,选择最密堆的CN10 Archimedes八面体反棱柱Fe8B3作为基本团簇,Y作为胶粘原子,3at%Nb作为微合金化元素,形成四元合金:(Fe8B3-Y)97-Nb3,以不同含量的Ni替换Fe,形成五元合金:[(Fe1-xNix)8B3-Y]97-Nb3(x=6... 选择Fe-B-Y作为基础的三元合金系,选择最密堆的CN10 Archimedes八面体反棱柱Fe8B3作为基本团簇,Y作为胶粘原子,3at%Nb作为微合金化元素,形成四元合金:(Fe8B3-Y)97-Nb3,以不同含量的Ni替换Fe,形成五元合金:[(Fe1-xNix)8B3-Y]97-Nb3(x=6、14、22、30),用吸铸法制备出直径为2 mm的块体非晶合金。结果表明,在4个非晶合金成分中,当x=6时,合金具有最高的玻璃形成能力,同时具有最好的软磁性能:饱和磁感应强度为87.7 emu/g,矫顽力为7 Oe。 展开更多

关键词 团簇 fe基块体非晶合金 软磁性能

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高温磁控溅射沉积Fe-N薄膜的磁电性质研究

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作者 方贺男 陈俊霖 +1 位作者 李影 彭祥 《热加工工艺》 北大核心 2020年第10期71-73,共3页

采用直流磁控溅射的方法,以Ar和N2作为溅射气体,在400℃下于石英玻璃衬底上沉积Fe-N薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、超导量子干涉仪(SQUID)以及I-V曲线测量对薄膜的结构、化学环境、表面形貌以及磁电... 采用直流磁控溅射的方法,以Ar和N2作为溅射气体,在400℃下于石英玻璃衬底上沉积Fe-N薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、超导量子干涉仪(SQUID)以及I-V曲线测量对薄膜的结构、化学环境、表面形貌以及磁电性质进行分析。结果表明:样品具有铁磁性,其饱和磁化强度和矫顽力随温度升高而降低;样品具有良好的导电性。 展开更多

关键词 fe-n薄膜 高温磁控溅射 磁电性质

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不同基片生长γ′-Fe_4N薄膜的结构及其磁学性能

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作者 刘伟达 陈蕊 +4 位作者 王丽丽 李宏广 安涛 张东辉 徐士翀 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期156-159,共4页

采用直流磁控溅射方法,保持氩气流量不变,控制氮气的体积分数为10%,12.5%,15%,分别用Si(100)单晶和SrTiO_3(100)单晶基片制备Fe-N薄膜.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等方法对两种不同基片生长Fe-N薄膜的结构及磁学性能进行表征... 采用直流磁控溅射方法,保持氩气流量不变,控制氮气的体积分数为10%,12.5%,15%,分别用Si(100)单晶和SrTiO_3(100)单晶基片制备Fe-N薄膜.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等方法对两种不同基片生长Fe-N薄膜的结构及磁学性能进行表征.结果表明:在SrTiO_3(100)单晶基片上得到了单相γ′-Fe_4N薄膜,与Si(100)基片上的样品相比,SrTiO_3(100)更有利于诱导γ′-Fe_4N薄膜的取向性生长;当氮气的体积分数约为12.5%时,制备单相γ′-Fe_4N薄膜的晶粒结晶度较好,且饱和磁化强度较高,矫顽力比Si(100)为基片获得的Fe-N薄膜样品低,软磁性能较好. 展开更多

关键词 fe-n薄膜 基片 微观结构 磁学性能

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P对Fe基非晶合金玻璃形成能力及磁性能的影响 被引量：2

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作者 傅明喜 许巨晶 熊震东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期25-28,共4页

采用XRD、DSC、SEM、TEM和VSM等检测方法研究了Fe(73.65-x)Ni1Al5Ga2PxB9.6Si3C5.75(x=6.65、7.65、8.65、9.65)系列合金的微观结构、玻璃形成能力及磁性能。实验结果表明,当x=8.65时,样品为非晶结构,并深入分析了此时结构中的原子团簇... 采用XRD、DSC、SEM、TEM和VSM等检测方法研究了Fe(73.65-x)Ni1Al5Ga2PxB9.6Si3C5.75(x=6.65、7.65、8.65、9.65)系列合金的微观结构、玻璃形成能力及磁性能。实验结果表明,当x=8.65时,样品为非晶结构,并深入分析了此时结构中的原子团簇结构;当x=7.65时,合金为在非晶基体上析出的纳米晶结构;当x=6.65时,在非晶基体上出现了大量的晶态相复合组织。热力学分析显示,用参数γ能更合理地表征合金的玻璃形成能力,为C1>C2>A4。当P含量为7.65%(原子分数)时合金具有较好的软磁性能,其矫顽力为6.0Oe,饱和磁化强度为149.4emu/g。 展开更多

关键词 fe基非晶合金 玻璃形成能力 团簇 磁性能

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(CoAl)n(1≤n≤6)合金团簇结构、稳定性和磁性的第一性原理研究 被引量：1

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作者 郝爱琴 梁瑞瑞 吕瑾 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2020年第5期712-720,共9页

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT-GGA)对(CoAl)n(1≤n≤6)合金团簇的几何、电子结构和磁性进行了系统的研究.计算结果表明(CoAl)n(1≤n≤6)合金团簇在基态附近出现许多能量十分接近的低能量态,有能量简并态存在,表现出经典的过渡... 采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT-GGA)对(CoAl)n(1≤n≤6)合金团簇的几何、电子结构和磁性进行了系统的研究.计算结果表明(CoAl)n(1≤n≤6)合金团簇在基态附近出现许多能量十分接近的低能量态,有能量简并态存在,表现出经典的过渡金属密堆积结构;同时在(CoAl)5和(CoAl)6团簇中,有磁性双稳态存在.合金团簇的结合能随着团簇尺寸的增大而增大. CoAl团簇获得了最大的带隙,表现出强的化学惰性,带隙在n>3之后出现明显的奇偶变化规律,且整体呈下降趋势,这种现象源于团簇中共价键、离子键的相互竞争.(CoAl)n(1≤n≤6)的总磁矩随尺寸大小呈半梯形状的变化趋势,其中CoAl团簇的磁矩为2μB,(CoAl)2和(CoAl)3磁矩为4μB,(CoAl)4,(CoAl)5和(CoAl)6为6μB,这种磁性变化规律在文中也从磁序排列、电荷转移以及自旋极化等方面进行了详细讨论. 展开更多

关键词 (CoAl)n合金团簇 几何结构 稳定性 电子和磁性质

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RuSi_(n)^(±)(n=1~6)团簇的几何结构、电子性质与磁性的理论研究

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作者 侯茹 郭平 +1 位作者 赵润宁 韩聚广 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第6期85-93,共9页

运用杂化密度泛函理论在(U)B3LYP/LanL2DZ水平研究了RuSi_(n)^(±)(n=1~6)团簇的几何构型、电子性质和磁性.结果发现:RuSi_(n)^(±)(n=1~6)团簇除n=5外,基本保持了RuSi_(n)(n=1~6)团簇的基本框架.RuSi_(2)^(+)团簇和RuSi_(3)^(-... 运用杂化密度泛函理论在(U)B3LYP/LanL2DZ水平研究了RuSi_(n)^(±)(n=1~6)团簇的几何构型、电子性质和磁性.结果发现:RuSi_(n)^(±)(n=1~6)团簇除n=5外,基本保持了RuSi_(n)(n=1~6)团簇的基本框架.RuSi_(2)^(+)团簇和RuSi_(3)^(-)团簇分别是RuSi_(n)^(+)和RuSi_(n)^(-)(n=1~6)团簇最低能结构中热力学稳定性最强的团簇.在RuSi_(n)^(+)和RuSi_(n)^(-)(n=1~6)团簇中Ru原子比Si原子对体系电荷贡献大.HOMO和LUMO的研究结果说明,RuSi_(n)^(-)(n=1~6)团簇的LUMO对电子没有亲和力.RuSi^(+)是RuSi_(n)^(+)(n=1~6)团簇中化学稳定性最强的团簇.而RuSi_(5)^(+)团簇是化学活性强弱的团簇.RuSi_(n)^(±,0)(n=1~6)团簇的极化率张量随Si原子数目n的变化规律基本相同,都随着n的增大而减小,意味着RuSi_(n)^(±,0)(n=1~6)团簇原子间的相互作用随着n的增大而减弱.极化率各向异性不变量(Δα)随n变化的规律也几乎相同,只是随着n的增大增加缓慢而已.RuSi_(n)^(+)(n=1~6)团簇的总磁矩都增加了1.00μ_(B),而RuSi_(n)^(-)(n=1~6)团簇的总磁矩均为1.00μ_(B). 展开更多

关键词 密度泛函理论 RuSi_(n)^(±)(n=1~6)团簇 几何构型 电子性质 磁性

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密度泛函理论研究Nb_2Ge_n(n=1～4)团簇

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作者 侯茹 郭平 +1 位作者 赵润宁 韩聚广 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2018年第2期239-245,共7页

运用密度泛函方法在(U)B3LYP/Lan L2DZ水平上对Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇进行了系统的理论研究,得到Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇的最低能结构的几何构型和电子性质.优化结果表明:Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇最低能结构的自旋多重度均为单重态.团簇最低能结... 运用密度泛函方法在(U)B3LYP/Lan L2DZ水平上对Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇进行了系统的理论研究,得到Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇的最低能结构的几何构型和电子性质.优化结果表明:Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇最低能结构的自旋多重度均为单重态.团簇最低能结构的电子态与团簇的大小有关.当n为奇数时,团簇的电子态为~1A^1,n为偶数时电子态为1A.通过对计算平均束缚能和分裂能发现:Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇中热力学稳定性最强的是Nb_2Ge_2团簇;最弱的是Nb_2Ge_4团簇.自然电荷分布的结果说明Nb_2Ge_n(n=1~4)团簇中当n=1-2时,电子转移正常,而当n=3-4时出现电荷反转现象.同时还研究了HOMOLUMO能隙、磁性和红外光谱. 展开更多

关键词 密度泛函理论 nb2Gen(n=1~4)团簇 几何构型 电子性质 磁性 红外光谱

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Co吸附二氧化硅团簇的几何结构、光电及磁学特性 被引量：1

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作者 智丽丽 李艳青 +1 位作者 杨莲红 张保花 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期135-140,共6页

基于密度泛函理论中的广义梯度近似方法,系统地研究了Co(SiO2)n(n=1-7)团簇的几何结构、光电特性和磁学性质。结果表明:受悬挂键和电子云分布影响,单个Co原子以一定倾角吸附在稳定性很好的(SiO2)n(n=1-7)链状团簇上,多个Co原子却在其上... 基于密度泛函理论中的广义梯度近似方法,系统地研究了Co(SiO2)n(n=1-7)团簇的几何结构、光电特性和磁学性质。结果表明:受悬挂键和电子云分布影响,单个Co原子以一定倾角吸附在稳定性很好的(SiO2)n(n=1-7)链状团簇上,多个Co原子却在其上发生团聚作用;不断减小的垂直电离势和不断增大的电子亲和势使得Co(SiO2)n(n=1-7)团簇的硬度随着团簇尺寸的增大而降低;Co原子的吸附使得非磁性二氧化硅转化为磁性复合团簇,随着Co原子数目的增多磁矩不断增大,结合该团簇的近红外光吸收特性,从理论上证实了二氧化硅磁性复合材料既具有超顺磁性又可以吸收可见-近红外光,为其在医学界被用作光动力靶向治疗提供了理论依据。 展开更多

关键词 Co(SiO2)n 团簇 几何结构 光电特性 磁性

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