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《兰州大学》 2008年
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有机分子磁性的第一性原理研究

孙运斌  
【摘要】: 分子磁体以其质量轻、易加工等优点以及一些常规磁体所不具备的独特性质而受到理论和实验工作的广泛关注。而在分子磁体研制中存在的一个重要问题就是提高其磁矩和居里温度。因此,对高温分子磁体的磁性起源及其交换机制进行理论研究显得极为重要:一方面,这些研究能够推动对分子磁体本征磁性的认识;另一方面,其研究结果对于合成具有更佳磁性能的材料具有指导意义。 我们基于一类导电分子构建了模型体系进行第一性原理计算研究。依据有机分子的结构和在化学反应中的成键特点设计出可能的结构模型,在对模型进行结构优化后对其进行计算得到基态能量、电荷密度、态密度等信息,依据这些信息对其本征磁性进行了分析。 在对TM_2TCNQ体系进行的计算中,我们发现体系的磁矩主要来源于金属原子,有机分子受到一定的极化。V_2TCNQ体系具有铁磁稳定的基态,并可能具有自旋半金属特性。而对Ni_2TCNQ的计算结果表明该体系具有反铁磁基态,且磁矩、奈尔温度均较低。该结果表明在这一分子磁体中含氧基团对系统的磁性可能有较大的影响。 在对TM_2·O·DDQ体系进行的计算中,我们发现Ni_2·O·DDQ体系具有铁磁基态,且其磁矩、居里温度均与实验能够对应。而Fe_2·O·DDQ体系可能有该系列分子磁体中最大的磁矩和较高的居里温度。在这些体系中磁矩依然主要来源于金属原子,而有机分子受到的极化也较大,处于两个金属原子之间的O原子通过电荷传递与金属原子进行直接耦合,产生较大的磁矩;金属通过分别与O耦合形成磁有序结构,有机分子各原子的非成键p_z电子受到较大的极化。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O469

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【引证文献】
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