《基于密度泛函理论的铋钴团簇BiltmgtColtngtm≤12，n≤2结构和电磁特性的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于密度泛函理论的铋钴团簇BiltmgtColtngtm≤12，n≤2结构和电磁特性的研究（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、A b s t r a c tI nr e c e n ty e a r s ，t h es t u d yo f b i n a r yc l u s t e r sf o r m e db yt r a n s i t i o nm e t a l sa n de i t h e rm e t a l so rn o n m e t a l sh a sb e e nav e r ya c t i v er e s e a r c hf i e l d T a k i n gi n t oa c c o u n tt h ef a c tt h a tt r a n s i t i o n
2、m e t a lc l u s t e r sh a v es t r o n g e rm a g n e t i cp r o p e r t i e s ，p e o p l eh a v ei n v e s t i g a t e dn o v e lp r o p e r t i e so fc l u s t e r st h a tt r a n s i t i o nm e t a la t o m sd o p e di no t h e rc l u s t e r s B i s m u t h ( B i ) i sas e m i m e t a l ，w i t
3、 har e l a t i v e l ys m a l le f f e c t i v em a s s ，ah i g h l ya n i s o t r o p i cF e r m is u r f a c e ，as m a l lb a n do v e r l a pe n e r g y , a n dm a n yo t h e ru n u s u a le l e c t r o n i cp r o p e r t i e s C l u s t e r sc o n t a i n i n gB it h e r e f o r ep r o v i d ea
4、ni d e a lm o d e ls y s t e mf o rt h es t u d yo fm a n yp h y s i c a lp h e n o m e n o n T h es t r u c t u r e sa n dp h y s i c a lp r o p e r t i e so ft h e s es m a l lc l u s t e r st h a tC o ，M n , a n dD ye t cd o p e di nB ic l u s t e rh a v ea l s oa t t r a c t e dt h ea t t e n t
5、i o no f m a n yt h e o r i s t s I nt h ep r e s e n tp a p e r , w ec o n t i n u et h es t u d yo ft r a n s i t i o nm e t a lc o b a l tc l u s t e r sc o n t a i n i n gb i s m u t hu s i n gd e n s i t yf u n c t i o n a lt h e o r y E x c h a n g ea n dc o r r e l a t i o n sa r et r e a t e
6、 dw i t h i nt h eg e n e r a l i z e dg r a d i e n ta p p r o x i m a t i o n ( G G A ) o fB e c k ee x c h a n g ep l u sP e r d e wc o r r e l a t i o n ( B P ) T h ed o u b l e - n u m e r i c a lb a s i ss e tw i t hp o l a r i z e df u n c t i o n s ( D N P ) i su s e dt os t u d yt h ee v o
7、l u t i o no ft h en a t u r eo fB i C ob i n a r yc l u s t e r sa st h ec l u s t e rs i z ei sc h a n g e d T a k i n gi n t oa c c o u n tt h a tb i s m u t hi sah e a v ym e t a l ，w eh a v ea d o p t e dt h ee f f e c t i v ec o r ep o t e n t i a l ( E C P ) t oc a l c u l a t et h ep r o p e
8、 r t i e so fB i m C o ( m = 1 12 ) a n dB i m C 0 2 ( m = 1 - 8 ) c l u s t e r s T h em o s tp r o b a b l el o w - e n e r g ys t r u c t u r e sw e r ef o u n df o l l o w i n ga ne x t e n s i v es e a r c hb a s e do nt h el o w e n e r g ys t r u c t u r e so fp u r eb i s m u t hc l u s t e
9、r s T h r o u g hg l o b a lo p t i m i z a t i o nu s i n gs p i n p o l a r i z e dw a v ef u n c t i o n sw i t hn os y m m e t r yr e s t r i c t i o n s ，w eh a v ei d e n t i f i e dt h eg r o u n ds t a t es t r u c t u r e so fB i m C o ( m21 12 )a n dB i m C 0 2 ( m = 1 - 8 ) c l u s t e r
10、s A n a l y s i so ft h e i re l e c t r o n i cs t r u c t u r e sa n dm a g n e t i cp r o p e r t i e s ，a n dc o m p a r i s o nw i t ht h ec o r r e s p o n d i n ge x p e r i m e n t a lr e s u l t sh a v es h o w nt h a t ：1 A sf o rt h eg r o w t hp a t t e r no fB i m C o ( m = 1 - 1 2 ) a
11、n dB i m C 0 2 ( m21 - 8 ) c l u s t e r s ，i ti sa m o r p h o u s C o b a l ta t o m sd o p e di nB ic l u s t e ri sp a r t i a lt ol i ei nt h ec e n t e ro rs y m m e t r ya x i so fc l u s t e r C o b a l ta t o m sa r ei n c l i n e dt ot h r e e - c o o r d i n a t ew i t hB ia t o m s T h e
12、b i n d i n ge n e r g yo fb i s m u t hc l u s t e r si sr e d u c e ds i g n i f i c a n t l ya sar e s u l to fd o p i n gw i t has i n g l ec o b a l ta t o m VC l u s t e r sd o p e dw i t ht w oc o b a l ta t o m sh a v et h o rs t r u c t u r a ls t a b i l i t yf u r t h e re n h a n c e dc
13、o m p a r e dt op u r eB ic l u s t e r sw i t ht h es a m et o t a ln u m b e ro fa t o m s 2 B yc a l c u l a t i n gt h en u m e r i c a ls e c o n dd e r i v a t i v eo ft h eb i n d i n ge n e r g i e so fB i m C o ( m =1 1 2 ) c l u s t e r sw es h o wt h a t ：B i 2 C o , B h C o ，B i 6 C o ，B
14、 i g C o ，B i l 0 C oa r em a g i cn u m b e rc l u s t e r si ns t a b i l i t y A sf o rB i m C 0 2 ( m = I - 8 ) c l u s t e r s ，B i 2 C 0 2 ，B i 4 C 0 2a n dB i T C 0 2a l em a g i cn u m b e rc l u s t e r si ns t r u c t u r es t a b i l i t y N o t i n gt h a tt h em a g i cn u m b e r sf o
15、rp u r eB ic l u s t e r sa r ea l le v e nn u m b e r s ，i tm a yb es e e nt h a td o p i n gw i t hc o b a l ti n d u c e sc h a n g e si nt h em a g i cn u m b e r s 3 T h eo d d e v e no s c i l l a t i o n so ft h eH O M O - L U M OG a p so fp u r eb i s m u t hc l u s t e r sa r ec h a n g e d
16、i nc o b a l t - d o p e dd u s t e r s O v e r a l lt h em a g n i t u d eo ft h eo s c i l l a t i o n sd e c r e a s e sw i n li n c r e a s i n gc l u s t e rs i z e s T h em a g n i t u d eo fc h a n g ew i t ht w oc o b a l t sd o p e di nB i nc l u s t e rd e c r e a s e sm o r eo b v i o u s l yw i t hi n c r e a s i n gc l u s t e rs i z e s ，w h i c hi n d i c a t e ss o m es m a l l e rB i nc l u s t e rw i t hl e s sc o b a l t sd o p e dp e r f o r m s
