嵌入Cu fcc基体中的小V团簇的磁性：一项从头算研究

我们进行了广泛的第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，专门分析嵌入Cu fcc基体中的小V$_{n}$团簇（n=1,2,3,4,5,6）的磁性和电子性质。我们考虑了不同的团簇结构，例如：i) 单个V杂质，ii) 几个具有不同原子间距和变化局域原子环境的V$_{2}$二聚体，iii) V$_{3}$和iv) V$_{4}$团簇，我们假设了紧凑的以及二维和一维的原子构型，最后，对于v) V$_{5}$和vi) V$_{6}$结构，我们分别考虑了四方锥和四方双锥以及线性排列。在所有情况下，V原子作为替代杂质嵌入Cu网络中。总的来说，与自由态情况一样，我们发现V团簇倾向于在铜基体内形成紧凑的原子排列。我们在V位点计算的非自旋极化态密度显示，在费米能级附近有一个复杂的峰状结构，该结构随原子间距和局域原子环境的变化而强烈变化，这一结果预示着非平凡的磁性行为。事实上，我们的DFT计算揭示了在每个团簇系统中，存在不同的磁性解（铁磁、亚铁磁和反铁磁），它们之间的能量差非常小，这一结果可能导致复杂的有限温度磁性。最后，我们将我们的结果与最近的实验测量进行了比较。