| Περίληψη |
Η ενθυλάκωση μετάλλων μέσα σε κλουβιά πυριτίου οδηγεί στη δημιουργία σταθερών και συμμετρικών κλουβιών που περιέχουν στο εσωτερικό τους το μέταλλο. Χρησιμοποιώντας κυρίως από «πρώτες αρχές» υπολογισμούς DFT στο επίπεδο της προσέγγισης B3LYP, έχουμε μελετήσει τη σταθερότητα κλουβιών και νανοσωλήνων πυριτίου που ενθυλακώνουν μέταλλα μετάπτωσης. Επίσης, για τα μεγαλύτερα συστήματα χρησιμοποιήθηκαν και υπολογισμοί μοριακής δυναμικής TBMD. Παρατηρείται ότι η σταθεροποίηση αυτών των κλουβιών και των σωλήνων καθώς επίσης και οι μαγνητικές τους ιδιότητες καθοδηγούνται έντονα από μια αλληλεπίδραση μεταξύ της τελικής συμμετρίας του συστήματος και της κατάληψης της d ζώνης του ενθυλακωμένου μετάλλου. Κατά συνέπεια, η ενθυλάκωση μετάλλων από την αρχή της 3d σειράς του περιοδικού πίνακα οδηγεί σε κλειστές σωληνοειδείς δομές C6 συμμετρίας και αντισιδηρομαγνητικής διάταξης μεταξύ της μαγνητικής ροπής του μετάλλου και αυτής των ατόμων Si. Αφ' ετέρου, η ενθυλάκωση μετάλλων από την τέλος της 3d σειράς του περιοδικού πίνακα οδηγεί σε κλειστές σωληνοειδείς δομές C5 συμμετρίας και σιδηρομαγνητικής διάταξης μεταξύ της μαγνητικής ροπής του μετάλλου και αυτής των ατόμων Si. Η ενθυλάκωση του Fe (που βρίσκεται κοντά στη μέση της 3d σειράς) οδηγεί σε κλειστές σωληνοειδείς δομές είτε με C6 είτε με C5 συμμετρία. Ειδικά για τα συστήματα που ενθυλακώνουν Fe μια σειρά συστημάτων του τύπου SinFe ερευνήθηκαν για να βρεθούν οι πιο σταθερές δομές. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι αυτά τα συστήματα μπορούν να αποτελέσουν τη δομική μονάδα για την δημιουργία σταθερών νανοσωλήνων οι οποίοι ενθυλακώνουν σίδηρο. Τα συστήματα Si10Fe και Si12Fe βρίσκονται για να είναι πολύ σταθερά παρουσιάζοντας μεγάλη μεταφορά φορτίου και μπορούν να οδηγήσουν σε βασισμένους με πυρίτιο νανοσωλήνες του τύπου Si5nFen-1 και Si6nFen-1, αντίστοιχα. Eπίσης, ερευνάται η επίδραση της ενθυλάκωσης σε πυρίτιο στις μαγνητικές ιδιότητες του ατόμου Fe. Στο τελευταίο τμήμα της παρούσας εργασίας ερευνώνται ηλεκτρονικές και μαγνητικές ιδιότητες μικρών δυαδικών συστημάτων που περιέχουν ένα ή δύο άτομα μετάλλων μετάβασης, με σκοπό να εξηγηθεί η πειραματικά παρατηρηθείσα μαγνητική αύξηση-μείωση σε αυτά τα συστήματα. Δεδομένου ότι οι παρούσα έρευνα δεν χρησιμοποιεί σύζευξη σπιν-τροχιάς, τα αποτελέσματά μας αποκαλύπτουν ότι η αύξηση ή η μείωση της μαγνητικής ροπής εξαρτάται από δύο κύριους παράγοντες, από τη γεωμετρία και κυρίως από τη συμπλήρωση της d ζώνης των μετάλλων. Τα αποτελέσματα αυτά βρίσκονται σε συμφωνία με όλα τα προηγούμενα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως οδηγός στην πειραματική σύνθεση μαγνητικών αλυσίδων υψηλής πυκνότητας.
|
| Θέμα |
silicon, Si nanotube, Si cluster, encapsulation, d band filling, magnetic enhancement, magnetic reduction, interplay, symmetry, ferromagnetic, antiferromagnetic, transition metal, πυρίτιο, νανοσωλήνας, κλουβί, ενθυλάκωση, κατάληψη d ζώνης, μαγνητική αύξηση, μαγνητική μείωση, σιδηρομαγνητισμός, αντισιδηρομαγνητισμός, μεταβατικά μέταλλα |
Θεωρητική μελέτη ενθυλάκωσης μεταβατικών μετάλλων σε συσσωματώματα Si δημιουργία νανοσωλήνων
