《準一維非共線磁性鏈的理論研究》是依託太原理工大學，由楊致擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：準一維非共線磁性鏈的理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊致
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型低維磁性材料對開發具有特殊功能的磁性納米器件具有重要的科學意義。本項目擬利用密度泛函理論設計四種代表性準一維非共線磁性鏈並研究其穩定性、物理和化學性質，包括4d過渡金屬單原子鏈、4d過渡金屬和雜環有機化合物構成的分子鏈、非共線磁性團簇組裝成的分子鏈以及單層石墨烯納米帶設計成的磁性鏈。探索前三類非共線磁性體系中可能產生的派爾斯相變，研究二聚化現象對體系的非共線磁性和電學性質的影響、非共線磁性體系中的金屬-絕緣相變行為；對於石墨烯納米帶，則重點探索其中由拓撲缺陷和空位引入的不含過渡金屬的非共線磁性，把對石墨烯納米帶的磁性研究拓展到非共線磁性範圍。最後，對幾類非共線磁性鏈穩定性的比較研究旨在為實驗合成高穩定性產品提供理論依據。本項目從理論上為設計具有實用價值的磁性納米器件提供了新思路和新途徑，具有重要的學術意義。
結題摘要
利用密度泛函理論，本課題研究了幾種零維、準一維和一維體系的幾何結構、電子結構、共線或非共線磁性以及其自旋相關的量子輸運性質。我們仔細討論了在低維體系中可能出現的磁序和磁性相變，而對於自旋相關的量子輸運性質的研究則為這些體系的潛在套用價值提供了理論依據。 (1) 零維過渡金屬團簇和一維金屬鏈的磁序。我們首先對所有4d過渡金屬原子鏈進行了深入的探討，並確認了一維Y和Pd的基態分子鏈具有非共線磁性。同時也研究了小尺寸團簇(FeCr)n的非共線磁性。發現了這兩類體系中由於維度的不同，非共線磁性物理機制不同。 (2) 準一維三明治團簇和一維三明治分子鏈。系統研究了不同有機或是無機配體組裝的三明治團簇和三明治分子鏈。討論了不同三明治體系的構型、熱力學和動力學穩定性、磁性以及量子輸運性質。結果表明對於不同的三明治結構團簇，其基態磁序具有不同的特點。並且體系具有依賴於尺寸的自旋過濾性質、巨磁電阻以及負微分電阻效應。對於分子鏈，發現依賴於配體和過渡金屬原子，分子鏈可能是鐵磁半導體或半金屬。 (3) 內嵌過渡金屬原子的一維金納米管的物理和化學性質。討論了此類體系的磁性，特別是磁晶各向異性能。 (4) 一維石墨烯納米帶的磁性。討論了對於吸附不同尺寸團簇，對體系磁學性質和電學性質的影響，發現了新的一維鐵磁半導體或半金屬。在此基金（11104199）的資助下，通過上述的研究，出版專著1部，發表期刊學術論文19篇，其中SCI收錄18篇,培養碩士生3名。
