Nghiên cứu lý thuyết sự pha tạp của kim loại chuyển tiếp chu kỳ 4 vào cluster của germanium Ge14M

Tóm tắt

Hình học, độ bền, cấu trúc electron và tính chất từ ​​của các cụm Ge₁₄M với M là nguyên tử kim loại chuyển tiếp 3d, từ Sc đến Zn, được nghiên cứu bằng lý thuyết phiếm hàm mật độ với phiếm hàm B3PW91 và bộ hàm cơ sở 6-311+G(d). Các kết quả cho thấy cụm Ge₁₄M ưu tiên tồn tại ở trạng thái spin thấp nhất có thể có của nó trừ các trường hợp M là Fe, Cr. Độ bền nhiệt động của các cấu trúc được đánh giá qua các giá trị năng lượng liên kết trung bình và năng lượng pha tạp. Các cụm Ge₁₄Ti và Ge₁₄V được xem là bền nhất trong dãy Ge₁₄M (M = Sc – Zn) với kiểu hình học thuộc nhóm điểm C₂ có M nằm ở tâm lăng trụ lục giác của cluster Ge₁₂ có gắn thêm hai nguyên tử Ge nằm hơi lệch phía trên và dưới hai mặt Ge₆. Chỉ duy nhất cấu trúc Ge₁₄Fe ở trạng thái spin cao với moment từ 2m_B là bền trong dãy này.