CrBn（n=1～6）团簇的结构和磁学性质

关曼曼,闫雷兵,张文庆（河南科技学院,河南新乡453003）

CrBn（n=1～6）团簇的结构和磁学性质

关曼曼,闫雷兵,张文庆
（河南科技学院,河南新乡453003）

从第一性原理出发,利用密度泛函理论中广义梯度近似对CrB（nn≤6）团簇的基态结构、电子结构和磁性做了系统研究.结果表明：CrB4团簇比较稳定,CrBn团簇的基态结构可看作是添加Cr原子到Bn基态团簇上,与纯Bn+1团簇很相似,Cr掺杂增强了硼团簇的化学活性.Mulliken布局分析表明CrBn体系的磁矩主要来自局域d电子的贡献,n=1和5时,CrBn磁矩最大.

CrBn团簇；密度泛函理论；结构与稳定性；磁性

近年来,过渡金属掺杂B团簇体系引起了人们广泛的研究兴趣.Deshpande等利用密度泛函理论研究了NinB（n=1～8,12）团簇的结构和磁性[1].孙强等利用原子轨道的线性组合方法对FenB（n≤6）团簇的结构和磁性做了研究[2].另一方面,杨致等利用广义梯度近似对FeBn（n≤6）团簇的结构和磁性进行了探讨[3].雷雪玲等计算了Ni掺杂B[4-5],Yao等研究了Zr掺杂B团簇的结构与磁性,指出掺杂的过渡金属原子对团簇的稳定性及电磁性质有很大影响[6].本文将对Cr掺杂B小团簇的结构、电子和磁学性质进行研究,对进一步了解过渡金属元素掺杂对B团簇物理化学性质的影响及合成新的功能材料都有一定的意义.

1 计算方法

计算采用基于密度泛函理论的Dmol3软件包[7],选用了广义梯度近似GGA（BLYP）方法,在电子结构计算中,采取带极化的双数值原子基组（DNP）进行.在结构优化过程中,力的收敛标准是0.020Hartree/nm,位移收敛标准5.000×10-4nm,能量收敛标准10-5Hartree.自洽场收敛标准为10-6Hartree,使用了DIIS方法……