TMnCOTn＋1层状团簇的结构及其电磁性质

韩 玖，张秀云，刘拥军

（扬州大学 物理科学与技术学院，江苏 扬州 225002）

金属原子和有机分子环构成的化合物在光电子器件、催化剂、生物传感器等方面展现出诱人的应用前景，其中有机金属层状化合物由于其独特的结构和电磁性质而被广泛关注.［1－8］例如，由苯环和V原子组成的VnBzn＋1团簇及其一维无限长的纳米线已有较多的报道.［8－11］事实上，V原子可以与不同的有机分子形成稳定的层状团簇，包括VnBzm，其中1975年已合成出V原子与C5H5形成的VCp2［8］，它的电子结构被预测为4A1′［10］；但是多层的 VnCpm到目前为止仍然没有合成出［9］.类似地，还有一维无限长的［VBz］∞和 ［VCp］∞已经被预测，是一种半金属的铁磁体，并且它们有限的团簇在Li电极上具有很高的自旋极化率.［7］13958尽管由过渡金属原子组成的团簇已引起人们很大的兴趣，但是近年来报道的由4fLn－COT组成的团簇也表现出重要的性质.例如，Stern－Gerlach的磁性偏转实验［11－12］已经说明 LnnCOTm（Ln：Eu，Tb，Ho，Tm；n＝1～7）表现出大的磁矩.特别是EunCOTn＋1团簇，其磁矩随着团簇尺寸的增加呈现线性增加，并且18层的EunCOTn＋1纳米线已经通过激光蒸气的方法合成出.［13］事实上，大量的光谱表明LnnCOTn＋1（Ln：Ce，Nd，Eu，Ho，Yb）团簇是稳定的.［14］然而，这些研究仅局限于镧系金属原子，尽管由过渡金属阳离子与1，3，5，7－COT形成的化合物 M＋（C8H8）1，2［15］（M：V，Fe，Ni，Ag）已经合成出，但对由过渡金属原子与COT组成的团簇却研究很少.为此，笔者将应用密度泛函理论的方法来探究TMnCOTn＋1（TM：Ti，Zr，Hf）的几何结构和电磁性质.

1 计算方法

本文所有的计算均通过Dmol3软件［16］进行，交换关联函数采取广义梯度近似（GGA）中的PW91［17］，选择的基组是双……