Modification of Magnetic Properties of Iron Clusters by Doping and Adsorption: From a Few Atoms to Nanoclusters

این خلاصه بر اساس محاسبات انجام شده بر روی خوشه‌های آهنی خنثی و باردار، خوشه‌های آهن دوتایی، و خوشه‌های آهن در تعامل با اتم‌های کربن و اکسیژن و همچنین با تعدادی دیاتومیک و آب است. نگارنده ساختار هندسی، پایداری ترمودینامیکی و خواص الکترونیکی را که با داده‌های تجربی مقایسه می‌شوند، در نظر می‌گیرد. توجه ویژه ای به وابستگی گشتاورهای مغناطیسی اسپین کل خوشه های آهن به اندازه، بار و برهم کنش آنها با اتم های ناخالص و جذب شده می شود. در حالت ناخالص، گونه هایی مانند اتم های 3d-metal، 4d-metal، Al و Gd در نظر گرفته می شوند. در مورد جذب، برهمکنش‌های اتم‌های کربن با خوشه‌های آهن به‌عنوان مرحله اولیه رشد نانولوله‌های کربنی کاتالیز شده ارائه شده‌اند. برهمکنش های خوشه های آهن با اتم های اکسیژن ارائه شده و مکانیسم ابرتبادل مورد بحث قرار می گیرد. ردیابی تغییرات ناشی از تکامل از چند اتم به یک نانوخوشه مورد توجه ویژه است.

This brief is based on computations performed on unary neutral and charged iron clusters, binary iron clusters, and iron clusters interacting with carbon and oxygen atoms as well as with a number of diatomics and water. The author considers geometrical structure, thermodynamic stability and electronic properties which are compared with experimental data. Special attention is paid to the dependence of total spin magnetic moments of iron clusters on their size, charge and interactions with dopant and absorbed atoms. In the dopant case, species such as 3d-metal, 4d-metal, Al, and Gd atoms are considered. In the adsorption case interactions of carbon atoms with iron clusters as the initial stage of catalyzed carbon nanotube growth are presented. Interactions of iron clusters with oxygen atoms are presented and the superexchange mechanism is discussed. Of special interest is the tracking of changes due to the evolution from a few atoms to a nanocluster.