Theoretical DFT study of atomic structure and spin states of the Co(C) (x=3-8, n=1,2) somplex nanoclusters

Co(C)(x=3-8, n=1,2)複合ナノクラスターの原子構造とスピン状態に関する密度汎関数計算

Avramov, P.*; 境 誠司; 楢本 洋*; 鳴海 一雅; 松本 吉弘; 前田 佳均

Avramov, P.*; Sakai, Seiji; Naramoto, Hiroshi*; Narumi, Kazumasa; Matsumoto, Yoshihiro; Maeda, Yoshihito

Co及びCCo複合クラスターの原子構造とスピン状態について第一原理GGA計算による解析を行った。孤立Coクラスターのスピン状態について、ヤンテラー歪の効果により高スピン状態を有する低対称なクラスターが生成することが示された。C60Co複合クラスターについて、C分子の6員環とCoクラスターのCo原子間に2, 2'もしくは1型の配位結合が生じることで複合クラスターが安定化することが示された。その場合のCo原子当のスピン磁気モーメントは、Coクラスター部位のサイズに対して単調でない依存性を示すことがわかった。

Atomic structure and spin states of a set of Co and Co(C) (x=3-8, n=1,2) clusters are studied using a sophisticated ab initio GGA calculations. It is shown that high-spin low-symmetry structure of free-standing Co clusters is determined by Jahn-Teller distortions. Formation of 2, 2' or 1 coordination bonds between Co fragment and C molecules through carbon hexagons results in stable complex nanoclusters with nonmonotonic change of average spin momentum upon the number of cobalt atoms in the Co cores. The theoretical results are compared with corresponding experimental data.