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近来的研究发现一维的金属有机分子线具有多样的电磁性质,有可能在新一代的电子器件中得到广泛的应用,因此引起了研究者的特别注意。本文利用密度泛函理论研究了过渡金属TM(TM=Sc、Ti、V、Cr、Mn)分别与苯环(Bz)、苯胺(aniline)、苯酚(phenol)、苯甲腈(benzonitrile)、苯乙炔(Phenylacetylene)、吡啶(pyridine)、吡嗪(pyrazine)形成的一维分子线电磁性质,希望通过对比研究对分子线性质的影响因素有所认识,为分子线的应用提供理论基础。
以广义梯度近似(GGA)/PBE泛函对TM(TM=Sc、Ti、V、Cr、Mn)与苯环(Bz)、苯胺(aniline)、苯酚(phenol)、苯甲腈(benzonitrile)、苯乙炔(Phenylacetylene)形成的分子线进行了结构优化和能量、性质计算。考查了空间效应、吸给电子效应、配位场对称性对分子线电磁性质的影响。研究发现,分子线中金属上的电荷布居与苯环上的吸给电子效应呈现出有规律的联系。晶格常数c的主要制约因素是金属原子的原子半径,同时受有机环的空间位阻的影响。结合能主要受金属d轨道的能级分裂和电子排布的影响,同时在一定程度上受空间位阻的影响。导电性受配位场对称性的影响,一定程度上也受吸电子效应的影响。磁性则较少受到空间效应、吸给电子效应、配位场对称性的影响。
以广义梯度近似(GGA)/PBE泛函对TM(TM=Sc、Ti、V、Cr、Mn)吡啶(pyridine)、吡嗪(pyrazine)形成分子线进行了结构优化和能量、性质计算。通过与苯(Bz)的分子线性质进行对比研究发现:晶格常数c和结合能的变化规律不会受到氮原子的引入的影响。氮原子的引入对分子线的导电性、磁性、和金属上的电荷布居有着一定的影响。
对钒-吡啶分子线体系进行了加压研究,研究的压力范围为0-5GPa。研究表明压力V-吡啶分子线的性质发生了巨大的变化,材料的半金属铁磁性和磁性分别在一定的压力值下相继消失。