镧系金属锡球烯MSn_(12)(M=La,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)几何结构和磁性研究

摘要

采用相对论密度泛函理论(density functional theory,DFT)方法对镧系金属锡球烯MSn12(M=La,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)的几何结构和磁性开展了计算研究.几何结构优化显示:在镧系金属锡球烯MSn12(M=La,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb)中,外掺杂具有C3v对称性结构是最稳定的.而对于Lu原子,内掺杂形成的具有I h对称性的Lu@Sn12是最稳定结构.通过掺杂不同的镧系原子形成的外掺镧系金属锡球烯,MSn12团簇具有0~7μB的磁矩.这意味着,金属锡球烯的磁性可以通过掺杂不同的镧系原子来调控.此外,我们的研究还表明:可以通过电场来调节PrSn12和NdSn12的磁性.