Etude ab-initio des propriétés électroniques et magnétiques des nanostructures de Titane dopées par des métaux de transition.

Abstract

Nous rapportons une étude théorique des propriétés électroniques et magnétiques des clusters Tin+1 , FeTin , CoTin et NiTin (n = 1–10) à l'aide de calcul ab initio basé sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) dans l'approximation du gradient généralisé (GGA). Les meilleures structures pour les amas Tin+1 et FeTin adoptent la forme plane pour les tailles n < 5, alors qu'à partir de n = 5, elles optent pour une structure compacte en cage tridimensionnelle. Pour les meilleures structures des clusters FeTin, les atomes de Fe favorisent la position périphérique avec la plus grande coordination avec les atomes de Ti voisins. L'évolution en fonction de la taille de l’énergie de cohésion (Eb/atome) et du gap HOMO– LUMO des clusters Tin+1 , FeTin, CoTin et NiTin. (n = 1–10) est étudiée. Nos résultats montrent que les clusters Tin+1 ont une stabilité relativement plus élevée que le cluster FeTin, CoTin et NiTin.de même taille. Les potentiels d'ionisation verticaux, les affinités électroniques, la dureté chimique et le moment magnétique atomique des clusters Tin+1 et FeTin (n = 1–10) sont également étudiés. We report a computational investigation of the electronic and magnetic properties of neutral Tin+1, FeTin CoTin and NiTin (n = 1–10) clusters using ab initio calculations based on density functional theory (DFT) within the generalized gradient approximation (GGA). The best structures for Tin+1 and FeTin clusters are planar for size n < 5, while from n = 5, they showed a compact three-dimensional cage structure. For the best structures of the FeTin clusters, the Fe atoms favor the peripheral position with the highest coordination with the neighboring Ti atoms. The evolution as a function of the size of the average binding energies (Eb/atom) and HOMO–LUMO gaps of Tin+1, FeTin, CoTin et NiTin. (n = 1–10) clusters are studied. The stability results show that the Tin+1 clusters have relatively higher stability than the FeTin, CoTin and NiTin. cluster with the same size. In addition, the vertical ionization potentials and electron affinities, chemical hardness, and atomic magnetic moment of Tin+1 and FeTin (n = 1–10) clusters are also investigated.