بررسی خواص الکترونی ، مغناطیسی و اعداد جادویی خوشه‌های آهن بسیار کوچک :(〖Fe〗_n,n≤9) محاسبات نظریه‌ی تابعی چگالی اسپین – قطبیده

نوع مقاله: ویژه نامه

نویسندگان

1 هییت علمی

2 دانشجو

چکیده

در این مقاله انرژی پیوند، خواص الکترونی و مغناطیسی نانو‌خوشه‌های آهن 2 تا 9 اتمی در چارچوب محاسبات کوانتومی با استفاده از نظریه‌ی تابعی چگالی اسپین- قطبیده و با تقریب GGAمورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد گشتاور مغناطیسی هر اتم در خوشه آهن بزرگتر از گشتاور مغناطیسی هر اتم در بلور آن می‌باشد و با افزایش اندازه خوشه به سمت گشتاور مغناطیسی هر اتم در بلور آهن پیش می‌رود. به علاوه انرژی پیوند هر اتم با افزایش اندازه خوشه افزایش می‌یابد و به سمت انرژی پیوند بلور ماده پیش می‌رود. در این مطالعه اولین خوشه‌ی جادویی برای خوشه‌های آهن خوشه با 7 اتم محاسبه شد. نتایج حاصل با مقادیر تجربی توافق قابل قبولی نشان می‌دهد که نشان دهنده دقت محاسبات و استفاده از تقریب‌های مناسب می‌باشد. نتایج حاصل در زیست پزشکی و صنعت اسپینترونیک دارای کاربرد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of electronic structures, magnetic properties and magic numbers in small iron clusters: A spin-polarized density functional study

چکیده [English]

Spin-polarized Density functional calculations with the generalized gradient approximation (GGA) were employed for a systematic study of electronic structures, magnetic properties and magic numbers of Fe_n aggregates with n ≤9 atoms. The results show that the magnetic moment of per atom in each nano-cluster is higher than those of their bulk material magnetic moment. In generally, our results show that the magnetic moment per atom of the nano-clusters growth with the size of the clusters. In addition, the average binding energy increases monotonically with the increase of n and become comparable to the bulk values. Nano cluster with 7 atoms is the first magic number and this result is in good agreement with the experimental reports and on the other hand show that the approximations are proper. The study suggests that such Fe nano-clusters may be useful in biomedical and spintronic.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fe Nanocluster
  • Magnetic moments
  • magic numbers
  • Spin-polarized density functional theory