Mn掺杂（MgO）n（n=2-10）团簇的电子性质和磁性分析：密度泛函理论

摘要

利用密度泛函理论方法优化了纯的和Mn原子掺杂的（MgO）n（n=2-10）团簇的几何结构．在Mn原子掺杂的氧化镁结构中，获得了一系列的同分异构体和与之相对应的总能量．MnMgn-1On（n=2-10）的几何构型显示Mn原子优先取代低配位的Mg原子．结构稳定性分析表明，除了（MgO）10团簇外，其它纯的和掺杂结构的平均结合能均随着团簇的增大而增强．MnMgn-1On团簇的二阶能量差结果表明MnMg5O6和MnMg8O9比相邻的团簇表现出更高的相对稳定性．除了MnMgO2团簇的磁矩为3．00μB外，其它掺杂结构的磁矩均为5μB左右．它们的磁性主要受电荷转移大小、原子在结构中的位置以及结构尺寸所影响．