Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của hệ vật liệu R/D/R

Trong nghiên cứu lý thuyết, có một vài mô hình vật liệu từ dựa trên các bon đã được đề xuất, đó là các vật liệu dựa trên graphene và graphite, và các vật liệu có cấu trúc dạng bánh kẹp (sandwich) cũng như dạng xếp chồng (stack). So sánh với mô hình dựa trên graphene và graphite, các mô hình vật liệu có cấu trúc xếp chồng thể hiện được nhiều ưu điểm hơn để thiết kế các vật liệu sắt từ dựa trên các bon. Trong bài luận văn này, một số vật liệu từ dựa trên các bon có cấu trúc xếp chồng dạng R/D/R đã được nghiên cứu, trong đó R là phân tử từ tính và D là phân tử phi từ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của hệ vật liệu R/D/R ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------- Nguyễn Thị Phương ThảoCẤU TRÚC HÌNH HỌC, CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ VẬT LIỆU R/D/R LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------- Nguyễn Thị Phương ThảoCẤU TRÚC HÌNH HỌC, CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ VẬT LIỆU R/D/R Chuyên ngành: Vật Lý Nhiệt Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ANH TUẤN Hà Nội – Năm 2014 Lời cảm ơn Để hoàn thành khoá đào tạo Thạc sĩ cũng như luận văn này tôi xin gứi lờicảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Anh Tuấn cùng các thầy cô trong Bộmôn Vật lý Nhiệt độ thấp và các thầy, cô trong Khoa Vật Lý Trường Đại họcKhoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội. Trong suốt thời gian qua tôi đã được thầy Nguyễn Anh Tuấn định hướngvà giúp đỡ để hoàn thành tốt luận văn này. Em xin cảm ơn Thầy và chúc Thầyluôn mạnh khoẻ, công tác tốt và có thêm nhiều thế hệ học sinh, sinh viên, họcviên cao học và nghiên cứu sinh được Thầy hướng dẫn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn cử nhân Nguyễn Văn Thành đã nhiệttình hướng dẫn để tôi làm quen và sử dụng được các phần mềm phục vụ cho luậnvăn. Qua đây tôi cũng bày tỏ lời cảm ơn đến các bạn trong Bộ môn Vật lý Nhiệtđộ thấp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã động viên và giúp đỡ tôi trongthời gian học tập và làm luận văn này. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn và kính chúc các thầy cô, các anhchị và các bạn sức khoẻ, vạn sự như ý. Hà Nội, ngày12 tháng 9 năm 2014 Học viên NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO MỤC LỤCCác ký hiệu & từ viết tắt........................................................................................ iiDanh mục hình vẽ................................................................................................... iiiDanh mục bảng biểu .............................................................................................. vChương 1: Tổng quan về vật liệu từ ..................................................................... 1Chương 2: Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 82.1. Giới thiệu về lý thuyết DFT .............................................................................. 82.2. Phương pháp tính toán ...................................................................................... 21Chương 3: Kết quả và thảo luận........................................................................... 233.1. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của phân tử R4 ................ 233.2. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của của vật liệu dạng dimer [R4]2 ................................................................................................................ 233.3. Cấu trúc hình học và cấu trúc điện tử của hệ phân tử phi từ D2mF2 (với m = 4- 10) .................................................................................................................... 263.4. Cấu trúc hình học và cấu trúc điện tử của vật liệu dạng bánh kẹp R4/D2mF2/R4 .................................................................................................... 393.5. Tính chất từ của vật liệu dạng bánh kẹp R4/D2mF2/R4 ................................... 343.6. Cơ chế tương tác trao đổi trong các vật liệu dạng bánh kẹp R4/D2mF2/R4 ..... 383.7. Vai trò của phân tử phi từ ................................................................................ 403.8. Đánh giá độ bền của các vật liệu dạng bánh kẹp R4/D2mF2/R4 ...................... 413.9. Một vài định hướng cho việc thiết kế nam châm hữu cơ ................................ 42Kết luận ................................................................................................................... 43Công trình khoa học đã công bố liên quan đến luận văn ................................... 44Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 45 i Các ký hiệu & từ viết tắt∆n: Lượng điện tích chuyển từ các phân tử từ tính sang phân tử phi từ.AO: Quỹ đạo nguyên tử (Atomic orbital)DFT: Lý thuyết phiếm hàm mật độ (Density functional theory)E: Tổng năng lượngEa: Ái lực điện tử của phân tử phi từEf: Năng lượng liên kết giữa các phân tử của bánh kẹpES: Năng lượng của trạng thái singlet.ET: Năng lượng của trạng thái triplet.Exc: Năng lượng tương quan trao đổiHOMO: Quỹ đạo phân tử cao nhất bị chiếm (Highest occupied molecular orbital)HS: Spin cao (High spin)J: Tham số tương tác trao đổi hiệu dụngK: Động năngLS: Spin thấp (Low spin)LUMO: Quỹ đạo phân tử thấp nhất không bị chiếm (Lowest unoccupied molecularorbital)m: moment từMDED: Mật độ biến dạng điện tử (Molecular Deformation Electron Density)MO: quỹ đạo phân tử (Molecular orbital)n: điện tíchS: Tổng spinSOMO: quỹ đạo bị chiếm bởi 1 điện tử ii Danh mục hình vẽHình 1.1: Một số dạng của vật liệu từ dựa trên cacbon .......................................... 1Hình 1.2: Giản đồ cấu trúc của mô hình bánh kẹp .................................................. 4Hình ...