【正文】 角型； fcc 指面心立方穴位，即在四個(gè) Ni 原子的正上方，形成四角錐結(jié)構(gòu)； 2. 為什么選擇初始磁化方向？什么是磁各向異性能？ 答：只有在考慮自旋軌道耦合時(shí)磁各向異性能才不為 0，等于兩個(gè)獨(dú)立磁化方向 δ 和 γ之間的能量差，即： △ Eδγ=EδEγ。 論文評(píng)定等級(jí) 答辯小組組長(zhǎng)簽名 年 月 日 答辯委員會(huì)主席簽名 年 月 日 。 個(gè)方向要分別垂直和平行于支撐面。 論文選題為當(dāng)今 前沿?zé)狳c(diǎn)，研究方法先進(jìn)，技術(shù)路線明確科學(xué)，結(jié)論恰當(dāng)，分析討論深刻。在納米材料研究中， CoPt 團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)構(gòu)型和奇異磁性質(zhì)是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，對(duì)這類團(tuán)簇材料的研究有助于開發(fā)高密度磁信息材料。 論文采用密度 泛函理論（ DFT）下的廣義梯度近似（ LDA）方法計(jì)算 Co、 Pt、CoPt 團(tuán)簇的束縛能，找到了各個(gè)尺寸下的基態(tài)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步分析了 Co、 Pt、CoPt 團(tuán)簇各個(gè)尺寸下的自旋磁矩、軌道磁矩、磁各向異性能。在畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）開始二周內(nèi)完成，交指導(dǎo)教師審閱，并接受學(xué)校和學(xué)院檢查。 、研究方法 （ 1）廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，把握當(dāng)今團(tuán)簇 磁性研究的前沿，特別是實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。依照 Co 原子 MAE 的大小隨體系維度的降低而大幅增強(qiáng)的變化規(guī)律 ,我們?nèi)菀淄茰y(cè) 0 維體系 (團(tuán)簇 )中 Co 原子的 MAE 應(yīng)比 3 維塊體的值高 3 個(gè)數(shù)量級(jí)以上。過渡金屬團(tuán)簇除了具有一般團(tuán)簇的獨(dú)特效應(yīng)外，還具有優(yōu)異的磁學(xué)性能，如單疇磁性、GMR 效應(yīng)、以及矯頑力增大等，這些磁特征為高密度磁存儲(chǔ)創(chuàng)造了條件，最有潛力成為 21 世紀(jì)占主導(dǎo)地位的磁記錄材料。 4. 20xx 年 5 月中旬，論文答辯。 3. 分析 CoPt 在 Ni（ 100）表面吸附最優(yōu)團(tuán)簇尺寸、磁性相關(guān)分析 。我知道 我還有很多的地方有待改進(jìn)，我會(huì)努力向一名優(yōu)秀的物理教師去努力的。借此機(jī)會(huì)，我謹(jǐn)向袁宏寬老師和陳巨學(xué)長(zhǎng)致以深深地謝意。袁老師和陳巨學(xué)長(zhǎng)為人謙和，平易近人。a L M, et al. Magization of Pt13 clusters supported in a NaY zeolite: A XANES and XMCD study [J]. Phys Rev B, 20xx, 80(1): 014404. [6] Sessi V, Kuhnke K, Zhang J, et al. Intrinsic orbital and spin magism in Rh clusters on inert xenon matrices [J]. Phys Rev B, 20xx, 82(18): 184413. [7] Glaser L, Chen K, Fiedler S, et al. Magic properties of small sizeselected Co and CoPt clusters on Ni [J]. Phys Rev B, 20xx, 86(7): 075435. [8] Delley B. An all‐ electron numerical method for solving the local density functional for polyatomic molecules [J]. J Chem Phys, 1990, 92(1): 508517. 12 [9] Delley B. A scattering theoretic approach to scalar relativistic corrections on bonding [J]. J Quan Chem, 1998, 69(3): 423433. [10] Delley B. From molecules to solids with the DMol3 approach [J]. J Chem Phys, 20xx, 113(18): 77567764. [11] Perdew J P, Wang Y. Accurate and simple analytic representation of the electrongas correlation energy [J]. Phys Rev B, 1992, 45(23): 13244. [12] Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M. Generalized gradient approximation made simple [J]. Phys Rev Lett, 1996, 77(18): 3865. [13] Kresse G, Furthm252。本文的研究結(jié)果與實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)論具有一致性，這對(duì)探索和發(fā)展具有高磁各向異性的鐵磁性團(tuán)簇，以及調(diào)控其磁性與磁各向異性對(duì)發(fā)展新型磁記錄材料有著重要的理論指導(dǎo)價(jià)值。 4 結(jié)論 本文基于密度泛函理論框架下的第一性原理 方法 ， 并 采用廣義梯度近似 (GGA)下的 PerdewWang91 (PW91)交換關(guān)聯(lián)勢(shì)方法， 研究了過渡金屬 Co, Pt, CoPt團(tuán)簇在 Ni(100)表面上的結(jié)構(gòu)與磁性的相關(guān)情況，重點(diǎn)考察了自旋與軌道耦合對(duì)團(tuán)簇磁各向異性能的影響 。 磁各向異性能 圖 6 不同體系的磁各向異性能 Fig. 6. The MAE of different clusters on Ni(100) surface. 團(tuán)簇 Co， Pt, CoPt吸附之后的磁各向異性能的變化 趨勢(shì)我們已經(jīng)在圖 6中表示出來，從圖中我們可以得出以下規(guī)律： Con 團(tuán)簇在 Ni 表面的吸附， Co Co Co3 的11 MAE 變化趨勢(shì)沒有明確的規(guī)律。甚至 CoPt 合金團(tuán)簇吸附在 Ni 表面時(shí) Ni原子的誘導(dǎo)磁矩也大多為負(fù)值。其中白色小球表示 Ni 原子，黃色小球表示 Co 原子，綠色小球表示 Pt 原子， Co、 Pt 原子上面的數(shù)字表示各自的自旋磁矩， Ni 原子上面的數(shù)字表示它的誘導(dǎo)磁矩。對(duì)比第一行， Co Co Co3吸附在 Ni表面混合結(jié)構(gòu)中 Co原子的自旋磁矩依次為 , , ，即 Con吸附在 Ni 表面時(shí)，隨著吸附 Co 原子個(gè)數(shù)的增加，其自旋磁矩單調(diào)遞減。通過觀察我們發(fā)現(xiàn) Co 吸附在 Ni 表面混合結(jié)構(gòu)和 Pt吸附在 Ni 表面混合結(jié)構(gòu)中 Ni 原子的誘導(dǎo)磁矩有很大的不同。 由 Co， Pt 原子的最外層電子軌道排布可知，兩種原子都傾向于成多鍵。 3 結(jié)果與討論 團(tuán)簇與基底結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型 圖 3 Co, Pt, CoPt 在 Ni(100)表面的最低吸附能量結(jié)構(gòu) (俯視圖 ) Fig. 3. The lowest energy sites for Co, Pt and CoPt clusters supported on Ni(100). 8 圖 3 給出了 Co， Pt， CoPt 團(tuán)簇在 Ni(100)表面吸附能量最低結(jié)構(gòu)圖（俯視）。 Ni(100)表面的吸附位置有 3種：頂位 (top)、橋位 (bridge)和面心立方穴位 (fcc),如圖 2 所示。 表面模型 本文選取 (33)超晶胞的 Ni(100)五層平板模型來研究 CoPt 在 Ni(100)表面的吸附，圖 1 給出了金屬 Ni( 100) 的晶胞模型。由于能量并非取決于自旋磁矩，所以在不考慮自旋軌道耦合（ SOC）的情況下就不去定義磁化軸 [16]。同時(shí)為了提高自洽 KohnSham 方程的收斂6 性，布里淵區(qū)的積分已經(jīng)通過 MP 方法 [15]被限定在一個(gè) 331 展寬為 的 k 網(wǎng)格點(diǎn)中。另外計(jì)算基于密度泛函理論的第一性原理平面波法，使用的程序包是 Vienna ab initio simulation program (VASP)[13]。對(duì) CoPt 團(tuán)簇的幾何構(gòu)型計(jì)算中使用了DMol 模塊，采用的是密度泛函理論框架下的第一性原理數(shù)值方法 [8,9]，并采用了廣義梯度近似（ GGA）下的 PerdewWang91 (PW91)交換關(guān)聯(lián)勢(shì) [10,11]。對(duì)于大體系構(gòu)型，密度泛函理論 (DFT)是強(qiáng)有力的計(jì)算工具，處理簡(jiǎn)單的金屬團(tuán)簇和較大一點(diǎn)金屬團(tuán)簇都很成功 ， 給出的構(gòu)型也是比較可靠的。 2 計(jì)算方法 與模型構(gòu)建 計(jì)算方法 由于團(tuán)簇的空間結(jié)構(gòu)對(duì)解釋團(tuán)簇的許多奇異特性起著非常重要的作用，因此團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的確定自然就成了團(tuán)簇科學(xué)中最為基本的問題之一。不同低能結(jié)構(gòu)的 Fe團(tuán)簇在包裹多少 Pt原子時(shí)會(huì)表現(xiàn)出最大的單軸 MAE這些關(guān)鍵課題缺乏系統(tǒng)性探索。本項(xiàng)目將在解釋現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并揭示其物理內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，探索磁性團(tuán)簇的新現(xiàn)象和新規(guī)律，為發(fā)展高密度磁存儲(chǔ)材料提供前期的理論指導(dǎo)。因此，我們有理由相信強(qiáng)磁性、單軸磁各向異性、以及高 MAE等磁特性會(huì)更加明顯地在更低維的含 Pt成分的鐵磁性二元合金團(tuán)簇中表現(xiàn)出來。這兩種手段都是利用不同類型的原子在接觸的界面處發(fā)生雜化和成鍵，使重金屬原子能誘導(dǎo)鐵磁性原子產(chǎn)生較強(qiáng)的自旋 軌道耦合效應(yīng)從而提高合金團(tuán)簇的 MAE，同時(shí)鐵磁性原子又能誘導(dǎo)重金屬原子產(chǎn)生一定的磁性從而增強(qiáng)合金團(tuán)簇的磁性。近期的實(shí)驗(yàn)研究也表明 Pt、 Pd、 Rh等團(tuán)簇中的自旋 軌道耦合效應(yīng)比較明顯，團(tuán)簇原子的軌道磁矩并沒有如塊體中那樣完全 “淬滅 ”，小4 尺寸 Pt團(tuán)簇和 Rh團(tuán)簇的軌道磁矩與自旋磁矩的比值高達(dá) 32%和 60%[5,6]。特別是，隨著近年來實(shí)驗(yàn)技術(shù)的提高和測(cè)量設(shè)備的改進(jìn)，人們