小尺寸 Pt 覆盖的 Fe、Co 和 Ni 团簇的磁性：密度泛函理论研究

使用密度泛函理论，对包含自旋-轨道耦合的 M$_{13}$ (M = Fe, Co, Ni) 和 M$_{13}$Pt$_n$ (n = 3, 4, 5, 20) 团簇进行了理论研究。计算了 M$_{13}$ 二十面体团簇的磁各向异性能 (MAE) 以及自旋和轨道磁矩。使用具有局部各向异性的扩展经典海森堡模型对角度依赖的能量差进行了建模。根据我们的研究，Jahn-Teller 畸变的 Fe$_{13}$、Mackay 畸变的 Fe$_{13}$ 和几乎未畸变的 Co$_{13}$ 团簇的 MAE 分别为 322、60 和 5 μeV/原子，相对于相应的体材料值（体心立方 Fe 和面心立方 Co 分别为 1.4 和 1.3 μeV/原子）较大。然而，对于 Ni$_{13}$（它实际上没有表现出弛豫趋势），计算得到的 MAE 值为 0.64 μeV/原子，大约是面心立方 Ni 体材料 (2.7 μeV/原子) 的四分之一。此外，覆盖团簇 (Fe$_{13}$Pt$_4$) 的 MAE 相对于未覆盖的 Jahn-Teller 畸变 Fe$_{13}$ 团簇有所增强。