基于DFT计算、实验室实验与天文观测的富勒烯C60与石墨烯分子的磁性比较
星系天体物理
2021-11-02 v1 材料科学
摘要
采用密度泛函理论(DFT)计算、实验室实验和天文观测三种方法研究了富勒烯C60的磁性。DFT揭示其最稳定的自旋态为非磁性的Sz=0/2态。这与我们近期关于空位诱导的C23和C53石墨烯分子为磁性Sz=2/2态的研究结果相反。两个石墨烯分子结合的模型表明，每个碳五角环上的两个上自旋可能相互抵消，从而导致Sz=0/2。类似抵消可能也发生于C60上。C60的分子振动红外光谱显示出四个主要谱带，这与气相实验室实验结果一致，也与天文观测到的富碳行星状星云Tc1和Lin49的结果一致。然而，天文观测中仍存在许多未证认的谱带。我们推测石墨烯片上存在多个空位，可能同时产生C60和复杂石墨烯分子。研究表明，双空位诱导的石墨烯分子光谱与主要天文谱带吻合良好。C60与石墨烯分子的简单叠加可成功细致地重现天文谱带。
引用
@article{arxiv.2107.04725,
title = {Magnetism of Fullerene C60 Compared with Graphene Molecule by DFT Calculation, Laboratory Experiment and Astronomical Observation},
author = {Norio Ota and Aigen Li and Laszlo Nemes and Masaaki Otsuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04725},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 11 figures, 2 tables. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2104.09745