نویسندگان

دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

چکیده

در این مقاله، خواص ساختاری‏، مغناطیسی‎ و الکترونی نانوخوشه‌های دو تا نُه اتمی مس و نقره و آلیاژ آنها با پالادیم با استفاده از محاسبات کوانتمی در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با به کارگیری محاسبات تمام الکترونی و پتانسیل کامل مورد بررسی قرار می‌گیرد. با بررسی انرژی کمینه ایزومرهای ساختاری مختلف هر نانوخوشه، نشان می‌دهیم که در اندازه‌های کوچک، نانوخوشه‌‎ها ایزومرهای ساختاری مسطح را ترجیح می‌دهند، در حالی که با افزایش اندازه، یک گذر ساختاری از ایزومرهای دوبعدی به سه‌بعدی در خوشه‌ها مشاهده می‌شود. گذر ساختاری نانوخوشه‌های خالص مس و نقره وآلیاژی مس-پالادیم در اندازه هفت و گذر نانوخوشه‌های آلیاژی نقره-پالادیم در اندازه شش رخ می‌دهد. با محاسبه و بررسی انرژی واپاشی و وردش دوم انرژی ایزومرهای پایدار نشان داده می‌شود که نانوخوشه‌های خالص دو و هشت اتمی و آلیاژی سه و هفت اتمی، خوشه‌های جادویی هستند.خواص الکترونی و مغناطیسی ایزومرهای پایدار پس از اعمال تصحیح بس‌ذره‌ای مبتنی بر تابع گرین مورد محاسبه و بررسی قرار می‌گیرد

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Ab initio study of the structural, magnetic, and electronic properties of copper and silver clusters and their alloys with one palladium atom

نویسندگان [English]

  • S. J Hashemifar
  • H Najafvandzadeh
  • H Kahnouji
  • H Akbarzadeh

چکیده [English]

In this paper, the structural, magnetic, and electronic properties of two- to nine-atom copper and silver clusters and their alloys with one palladium atom are investigated by using full-potential all-electron density functional computations. After calculating minimized energy of several structural isomers of every nanocluster, it is argued that the small size nanoclusters (up to size of 6), ‎ prefer planar structures, while by increasing size a 2D-3D structural transformation is observed. The structural transformation of pure and copper-palladium clusters occurs in the size of seven and that of silver-palladium cluster in happens at the size of six. The calculated second difference and dissociation energies confirm that the two- and eight- atom pure clusters and three- and seven- atom alloyed clusters are magic clusters. The electronic and magnetic properties of stable isomers are calculated and considered after applying many body based GW correction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • density-functional study
  • numerical atom centred orbitals
  • copper nanoclusters
  • silver nanoclusters

1. E M Fernández, J M Soler, I L Garzón, and L C Balbás. Phys. Rev. B 70 (2004) 165403. 2. M Neergat, A K Shukla, and K S Gandhi, J. Appl. Electrochem. 31 (2001) 373.‎‎ 3. W Li, W Zhou, H Li, Z Zhou, B Zhou, G Sun, and Q Xin, Electrochim. Acta 49 (2004) 1045. 4. C Sousa, V Bertin, and F Illas, J. Phys. Chem. B 105 (2001) 1817.‎‎ 5. V Blum, R Gehrke, F Hanke, P Havu, V Havu, X Ren, K Reuter, and M ‎Scheffler,‎‎‎‎ Comp. Comm. Phys. 180 (2009) 2175‎. 6. Ch ‎‎Friedrich and ‎A ‎‎Schindlmayr‎‎, ‎‎‎‎‎John von Neumann Institute for Computing Ulich‎, ‎NIC Series‎ ‎‎‎31 ‎(‎200‎6‎)‎‎‎ 335‎. 25. J Ho, K M Ervin, and W C Lineberger, J. Chem. Phys. 93 (1990) 6987. 26. M B Knickelbein, Chem. Phys. Lett. 192 (1992) 129. 27. C Jackschath, I Rabin, and W Schulze. Zeitschrift fur Physik D: Atoms, Molecules and Clusters 22 (1992) 517 7. M Afshar and M Sargolzaei. AIP Advances 3 (2013) 112122. 8. M J Piotrowski, P Piquini, and J L F Da Silva, Phys. Rev. B 81, (2010) 155446. 9. J P Perdew, K Burke, and M Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77 (1996)‎ 3865 . 10. Y Zhang and W Yang, Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 890. 11. C Lee, W Yang, and R G Parr, Phys. Rev. B 37 (1988‎)‎‎ 785. 12. S Zhao‎, Z ‎H Li, W-‎N ‎Wang, ‎Z ‎P Liu, and K N Fan‎, J. Chem. Phys. 124 (2006) 184102. 13. E A Rohlfing and J J Valentini, Chem. Phy. 84 (1986) 6560. 14. D E Powers, S G Hansen, M E Geusic, D L Michalopoulos, and R E Smalley, J. Chem. Phys. 78 (1982) 2866. 15. K P Huber and G Herzberg, “Molecular Spectra and Molecular Structure. IV. Constants of Diatomic Molecules”, Van Nostrand Reinhold Company, New York (1979) 716. 16. V A Spasov, T H Lee, Maberry, J P Ervin, and K M Ervin, J. Chem. Phys. 110 (1999) 5208. 17. K Kobayashi, N Kurita, H Kumaharo, and K Tago. Phys. Rev. A 43 (1991) 5810. 18. L Weidong, J Pennycook Stephen, and Sokrates, Nano Lett. 7 (2007) 3134. 19. D A Kilimis and D G Papageorgiou, Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 939 (2010) 112. 20. I Efremenko, M Sheintuch, Chemical Physics Letters. 401 ( 2005) 232. 21. C Kittel, 8th Ed. “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, New ‎York ‎‎(2005). 22. W de Heer, Rev. Mod. Phys. 65 (1993) 611. 23. M Brack, Rev. Mod. Phys. 65 (‎ 1993‎) 677

تحت نظارت وف بومی