开题201008044007-白静-第一性原理对ComAgnmn=13几何结构和磁性的密度泛函研究.doc

CQWU/JL/JWB/ZY012-14 毕业论文(设计)开题报告 学　　院： 电 子 电 气 工 程 年　　级： 2 0 1 0 专业(班）： 物 理 学 学　　号： 201008044007 学生姓名： 白 静 指导教师： 程 正 富 论文题目： 第一性原理对ComAgn（m+n=13）几何结构和磁性的密度泛函研究 年 月 日 重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告 论文题目第一性原理对ComAgn（m+n=13）几何结构和磁性密度泛函研究系（院） 专 业电子电气工程工程学院 物理学年 级2010开题日期1014·3·29学 号201008044007姓 名白静指导教师程正富选题目的和意义： 1992年美国率先报道了Co-Ag颗粒膜中存在巨磁电阻效应，这种颗粒膜是采用双靶共溅射的方法在Ag非磁性薄膜机体上镶嵌纳米级的磁铁的Co颗粒，这种人工复合体系具有各种同性的特点，颗粒膜中的巨磁电阻效应目前Co-Ag体系为最高，在液氮温度可达55%，室温可达20%，而目前实用的磁性合金金为2%-3%，但颗粒的饱和磁场较高，降低颗粒薄膜电阻饱和磁场是颗粒膜研究的主要目标。 磁性团簇材料因具有高磁化强度、高矫顽力和高矩形比等特性，满足高纪录密度和高容量磁记录材料的要求，可制成各种磁卡，还可以制成磁流体，广泛应用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、磁性选矿等领域。期中磁性团簇薄膜存在巨磁阻（GMR）效应，还应用于高灵敏磁传感器件上。而本题是对ComAgn（m+n=13）团簇的几何结构与磁性的研究，得到团簇稳定的几何和磁性特点，进而为新材料的开发提供理论的依据。国内外研究现状综述： 过渡金属及其双金属纳米团簇近年来是材料科学领域的研究热点,因为它们所表现出来的结构特征及磁性等性质,对于发未来新型材料及高效催化剂等具有重要的指导意义。 Holody、Makhlouf等在不同方法制备的Co(Fe)-Ag(Co)系列磁性嵌埋团簇中相继观察到了GMR效应。Thangaraj等曾对外延生长的Co-Ag嵌埋团簇的微观结构进行了TEM观察;1895年，斯莫利（R.E.Smalley）和克罗特(H.W.Kroto)等人在激光蒸发和脉冲分子束系统中发现C60并因此获得了1996年的若贝尔化学奖，随之，各种不同团簇体系特殊的电、光、磁及化学反应特性也相继被发现;杜庆立，赵子强，韩朝晖以蒸发共沉积的方法制备了Co-Ag嵌埋团簇样品，利用透射电镜TEM/SED及背投射（RBS）对样品的形貌结构进行了分析，并用交变梯度磁强计对样品的磁学性质进行了研究。基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算已经在固体、表面、合成、模拟设计、材料设计等多方面得到了广泛的应用。但有关ComAgn（m+n=13）团簇的几何结构与磁性研究并不多见，本课题则是基于密度泛函理论的第一性原理,对过渡金属团簇及其核-壳双金属团簇的几何结构、稳定性、电子结构、偏析行为及磁性等方面进行了研究。 3、选题研究内容： 团簇几何结构是研究团簇的各种特性和团簇生长模式的基础.基于密度函数理论( DFT)计算了Co-Co,Co-Ag,Ag-Ag原子间的相互作用势. 根据获得的原子间相互作用势, 通过采用最陡下降法和共轭梯度法实现对势能面全局最小点的搜索, 获得n+m = 13的Co-Ag团簇的稳态结构. 研究ComAgn（m+n=13）团簇基态的磁性和几何结构稳定性：基于第一性原理，采用密度泛函理论（DFT）中广义梯度近似（GGA）和ComAgn（m+n=13）团簇各种可能的结构进行了几何结构优化，构建出各团簇基态结构的和磁性分析，并对个团簇的最稳定构型的能量、结合能、二阶能量差分、能隙极等进行理论研究。4、本选题研究技术路线、研究方法和要解决的关键问题 基于第一性原理的广义梯度近似GGA，采用密度泛函理论中的杂化泛函BLYP方法，在双数值轨道基组家轨道极化函数（DNP）上对ComAgn（m+n=13）团簇的结构进行设计优化，团簇设计时考虑到比较小的团簇不同位置换原子方法，如替代、嵌入等；在几何优化的基础上对其总能、束缚能以及磁性的研究5、调研计划及主要参考文献 王广厚.团簇物理学[M].上海:上海科学技术出版社,20