(Fe2O3)n 簇的结构与磁性研究（n = 1-5）
材料科学
2024-05-30 v1
摘要
利用遗传算法结合 ab initio 参数化原子势以及随后在密度泛函理论水平上的精细化，确定了中性 (Fe2O3)n 簇（n = 1-5）的全局最小结构。通过采用破对称方法系统地研究了簇的磁构型，揭示出反铁磁和反铁磁性地磁基态。其中 n = 2-5 的 (Fe2O3) 簇仅包含 Fe3+，而 Fe2O3 则特殊地形式上包含 Fe2+ 和 Fe3+。计算得到的磁耦合常数显示出主要为强反铁磁相互作用，这些相互作用超过了hematite 中发现的bulk值。簇的精确磁化（自旋）状态对其几何结构的影响很小。从 n = 4 开始，不同簇异构体的相对能量也仅受磁构型影响较小。这一发现对于模拟更大的 (Fe2O3)n 簇和纳米粒子具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2405.18629,
title = {Structure and magnetic properties of (Fe2O3)n clusters (n = 1-5)},
author = {Andreas Erlebach and Carolin Hühn and Richard Jana and Marek Sierka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.18629},
year = {2024}
}