Компьютерное моделирование методом гибридного функционала плотности малых магнитных кластеров 3d-переходных металлов подгруппы железа

Abstract

В статье представлены результаты исследования устойчивости спин-поляризованных состояний малых магнитных кластеров 3d-переходных металлов подгруппы железа методом гибридного функционала плотности. Компьютерное моделирование геометрических структур кластеров, их полная вариационная оптимизация по энергии связи выполнены при различных значениях спиновой мультиплетности электронных состояний. Вычислены энергии связи, длины связи и частоты нулевых колебаний атомов в малых кластерах с нуклеарностью n = 2, 3, 4, 5, 6 в зависимости от металла (Fe, Co, Ni) и спиновой мультиплетности М в нуль-зарядовом состоянии. Все расчеты проведены с использованием алгоритмов пакета ORCA методом гибридного функционала плотности B3LYP в базисном наборе def2-TZVP. Проведено сопоставление полученных результатов расчетов с имеющимися экспериментальными данными. Показано, что полученные методом гибридного функционала плотности расчетные данные находятся в удовлетворительном согласии с данными экспериментов для «голых» кластеров в инертных средах как по спиновой мультиплетности основного состояния, так и по энергии атомной ударной диссоциации кластеров в потоках инертных газов.

Keywords

• квантовая теория атомных кластеров
• спин-поляризованные состояния
• магнитные кластеры 3d-металлов
• подгруппа железа
• энергия атомизации кластеров
• метод гибридного функционала плотности
• компьютерное моделирование