鈷鉑合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)研究.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明學(xué)位論文題目：鏈蟄金全國(guó)篋的結(jié)尥塑蟲磁絲廈班塞本人提交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。論文中引用他人已經(jīng)發(fā)表或出版過的研究成果，文中已加了標(biāo)注。學(xué)位論文作者：胡灰峰簽字日期：如l嚴(yán)年歲月站日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解踴南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留勞向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許淪文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南大學(xué)研究生部可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入

2、有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，nj’以采用影印、縮印或掃捕等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書，本論文：口不保密，口保密期限至年月止)。學(xué)位論文作者簽名：胡支碡簽字日期：p，卜年f月站日導(dǎo)師簽名：磊復(fù)豈上’簽字日期：)914年F月工8日西南大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鉆鉑合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)研究理論物理專業(yè)碩士研究生胡文峰指導(dǎo)教師袁宏寬副教授摘要團(tuán)簇是最低維度的納米結(jié)構(gòu)材料，其不但展現(xiàn)出納米材料的奇異性質(zhì)，并且可以作為納

3、米材料的基本組裝單元，具有廣泛的應(yīng)用前景。從團(tuán)簇概念的最早提出，人們對(duì)團(tuán)簇的研究已有近40多年的歷史，其己成為凝聚態(tài)物理、材料物理、化學(xué)化工等領(lǐng)域研究的理想體系。目前為止，人們對(duì)于單質(zhì)團(tuán)簇的研究己比較深入，而二元合金團(tuán)簇由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和組份因素，成為阻礙納米團(tuán)簇研究的關(guān)鍵。盡管如此，二元合金團(tuán)簇相比單質(zhì)團(tuán)簇的多出了一個(gè)組分自由度，使它具有可調(diào)的物理性質(zhì)，更有利于團(tuán)簇功能化過程中的調(diào)節(jié)需求。同時(shí)，團(tuán)簇中兩種元素原子還會(huì)發(fā)生相互作用，誘導(dǎo)

4、出許多單質(zhì)團(tuán)簇所沒有的奇特性質(zhì)。近年來(lái)，隨著計(jì)算方法和計(jì)算硬件水平的飛速發(fā)展，開展對(duì)二元合金團(tuán)簇的深入研究成為可能。在二元合金團(tuán)簇中，CoPt合金團(tuán)簇得到了人們的廣泛關(guān)注，這基于鉑基二元合金團(tuán)簇的兩個(gè)特點(diǎn)：更好的催化優(yōu)勢(shì)；特有的磁特性優(yōu)勢(shì)。本文采用密度泛函理論(DFT)框架下的廣義梯度近似(GGA)和全電子勢(shì)方法，對(duì)Co—Pt合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)演化、穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)及磁性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。為使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，我們?cè)谝延卸辖饒F(tuán)簇結(jié)構(gòu)構(gòu)型的

5、基礎(chǔ)上，根據(jù)團(tuán)簇的成鍵規(guī)律設(shè)計(jì)出了大量的初始猜測(cè)構(gòu)型，并對(duì)所有的幾何構(gòu)型進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化和計(jì)算。通過計(jì)算，我們得到了Co。Jk(n=213，38，55)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)演化規(guī)律、電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明：CoMPb合金團(tuán)簇通常采用純Co團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，但是Co和n原子在團(tuán)簇結(jié)構(gòu)中趨于分塊(Pt原子通常占據(jù)于結(jié)構(gòu)的表面位置，而Co原子聚集在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部)；團(tuán)簇的穩(wěn)定性隨團(tuán)簇尺寸和Co濃度的增加而增強(qiáng)，團(tuán)簇的穩(wěn)定性主要來(lái)源于鍵長(zhǎng)和配位數(shù)的競(jìng)爭(zhēng)作用；

6、單原子Pt摻雜Co團(tuán)簇可以稍微地增強(qiáng)Co團(tuán)簇的穩(wěn)定性，但隨摻雜Pt原子數(shù)的增加，團(tuán)簇的穩(wěn)定性逐漸減弱；合金團(tuán)簇的HOMOLUMO能隙隨尺寸或組分濃度的變化而呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律變化，暗示電子結(jié)構(gòu)的閉殼效應(yīng)對(duì)團(tuán)簇穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)非常微弱；團(tuán)簇中Co和Pt原子始終保持鐵磁性耦合，雖然Pt成份的摻入壓低了團(tuán)簇總磁性，但在它們的誘導(dǎo)作用下Co原子的局域磁矩反而得到了不同程度的增強(qiáng)。CoPt團(tuán)簇具有的Co援Pt殼結(jié)構(gòu)及其優(yōu)越的磁性質(zhì)有助于它們?cè)谛滦透呙芏葍?chǔ)存材