Компьютерное моделирование методом гибридного функционала плотности малых магнитных кластеров 3d-переходных металлов подгруппы железа
УДК 53:004
Аннотация
В статье представлены результаты исследования устойчивости спин-поляризованных состояний малых магнитных кластеров 3d-переходных металлов подгруппы железа методом гибридного функционала плотности. Компьютерное моделирование геометрических структур кластеров, их полная вариационная оптимизация по энергии связи выполнены при различных значениях спиновой мультиплетности электронных состояний. Вычислены энергии связи, длины связи и частоты нулевых колебаний атомов в малых кластерах с нуклеарностью n = 2, 3, 4, 5, 6 в зависимости от металла (Fe, Co, Ni) и спиновой мультиплетности М в нуль-зарядовом состоянии. Все расчеты проведены с использованием алгоритмов пакета ORCA методом гибридного функционала плотности B3LYP в базисном наборе def2-TZVP. Проведено сопоставление полученных результатов расчетов с имеющимися экспериментальными данными. Показано, что полученные методом гибридного функционала плотности расчетные данные находятся в удовлетворительном согласии с данными экспериментов для «голых» кластеров в инертных средах как по спиновой мультиплетности основного состояния, так и по энергии атомной ударной диссоциации кластеров в потоках инертных газов.
Скачивания
Metrics
Литература
Armentrout P.B., Hales D.A., Lian L. Collision-Induced Dissociation of Transition Metal Cluster Ions // Advances in Metal and Semiconductor Clusters; Duncan, M.A., Ed.; JAI: Greenwich, 1994. Vol. 2.
Lian L., Su C.-X., Armentrout P.B. Collision-induced Dissociation of Nin+ (n = 2 - 18) with Xe: Bond Energies, Geometrical Structures, and Dissociation Pathways // J. Chem. Phys. 1992. Vol. 96. DOI: 10.1063/1.462406.
Lian L., Su C.-X., Armentrout P.B. Collision-induced dissociation of Fen+(n = 2-19) with Xe: Bond energies, geometric structures, and dissociation pathways // J. Chem. Phys. 1992. Vol. 97. DOI: 10.1063/1.463912.
Hales D.A., Su C.-X., Lian L., Armentrout P.B. Collision-induced Dissociation of Con+ (n = 2 - 18) with Xe: Bond Energies of Cationic and Neutral Cobalt Clusters, Dissociation Pathways, and Structures // J. Chem. Phys. 1994. Vol. 100. DOI: 10.1063/1.466636.
Castro M., Jamorski C., Salahub D.R. Structure, bonding, and magnetism of small Fe., Con, and Niclusters, n <5 // Chemical Physics Letters. 1997. Vol. 271. DOI: 10.1016/S0009-2614(97)00420-X.
Lombardi J.R., Davis B. Periodic Properties of Force Constants of Small Transition-Metal and Lanthanide Clusters // Chem. Rev. 2002. Vol. 102. DOI: 10.1021/cr010425j.
Perez M., Munoz F., Mejia-Lopez J., Martinez G. Physical and chemical properties of Co n-m Cu m nanoclusters with n = 2-6 atoms via ab-initio calculations // J. of Nanopart Res. 2012. Vol. 14. DOI: 10.1007/s11051-012-0933-2.
Gutsev G.L., Belay K.J., Gutsev L.G., Weatherford C.A. Modification of Magnetic Properties of Iron Clusters by Doping and Adsorption From a Few Atoms to Nanoclusters // Modification of Magnetic Properties of Iron Clusters by Doping and Adsorption. SpringerBriefs in Molecular Science. Springer, Cham, 2016. DOI: 10.1007/978-3-319-27886-5_1.
Becke A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98. DOI: 10.1063/1.464913.
Lee Ch., Yang W., and Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density // Phys. Rev. 1988. Vol. B 37. DOI: 10.1103/PhysRevB.37.785.
ORCA, An Ab Initio, DFT and Semiempirical electronic structure package. Version 4.2.0. Department of theory and spectroscopy. Directorship: Frank Neese. Max Planck Institute fuerKohlenforschung, Kaiser Wilhelm Platz 1, D-45470 Muelheim/Ruhr, Germany. 2019. URL: www. orcaforum.kofo.mpg.de.
