Si 笼的多重掺杂：超越单掺杂七重态极限的高自旋态
材料科学
2013-07-26 v1
摘要
采用基于密度泛函理论的全局几何优化方法，系统研究了氢化 Si 团簇多重掺杂的可能性，以实现超越单原子掺杂七重态极限的高自旋态。虽然我们的无偏构型搜索表明，先前提出的 Si18H12 双六方棱柱结构通常太小而无法容纳两个处于磁化态的掺杂剂，但较大的 Si24H24 笼被证明适合此类应用。对于二聚体掺杂剂 M2+ = Cr2+、Mn2+ 和 CrMn+，相应 M2+@Si24H24 聚集体基态结构中的主体笼结构完整性得以保持，客体掺杂剂异常高的自旋态也得以保持；就 Cr2+ 而言，其自旋态已几乎达到单原子掺杂七重态极限的两倍。此外，以 (CrMn+)2@Si28H28 聚集体（总共有 18 个未配对电子）为例，说明了通过将更多数量的掺杂剂封装到尺寸合适的氢化 Si 笼中来进一步增加团簇自旋矩的可能性。这些结果强烈表明，Si 团簇的多重掺杂是开发用于磁光应用的新型团簇基材料的一条可行途径。
引用
@article{arxiv.1307.4652,
title = {Multi-Doping of Si Cages: High Spin States beyond the Single-Dopant Septet Limit},
author = {Dennis Palagin and Tobias Teufl and Karsten Reuter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4652},
year = {2013}
}