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Cubane 구조를 가진 Cu4 분자자성체의 전자구조 계산

한국자기학회지, Volume 26, Number 4, 31 Aug 2016, Pages 119-123
박기택 * (국민대학교 나노전자물리학과)
Abstract

Cu 원자 4개를 포함한 cubane 구조의 분자자성체의 전기구조 및 자기적 성질을 제1원리의 범밀도함수법을 이용하여 계산하였다. 계산 된 결과, Cu 원자는 +2가를 가지며, 팔면체 배위자중 면내 짧은 4개의 배위산소원자로 인해 3d x2-y2 hole 궤도를 가지고 있었다. 스핀배열에 따른 총 에너지 계산에서 면내는 반강자성, 면간은 강자성 자기구조가 가장 안정되었다. 교환상호작용 J의 크기는 면내의 J가 훨씬 크고 반강자성 성질을 나타내었으며, 나머지 면간의 J값은 아주 작았다. 이러한 원인은 Cu x2-y2 hole
궤도정렬로 인하여 면내 강한 초교환상호작용의 결과이다.

We have studied electronic and magnetic structure of cubane-type Cu magnetic molecule using density functional method. The calculated density of states show that Cu has 3d x2-y2 hole orbital because of short distances between Cu atom and in-plane 4 ligand atoms. The calculated total energy with in-plane antiferromagnetic spin configuration is lower than those of ferromagnetic configurations. The calculated exchange interaction J between in-plane Cu atoms is much larger than those between out-plane Cu
atoms, since the x2-y2 hole orbital ordering of Cu 3d orbitals induces strong super-exchange interaction between in-plane Cu atoms.

 

Keywords: 범밀도함수법; 분자자성체; 전자구조계산; density functional method; molecular magnet; electronic structure calculation
DOI: http://dx.doi.org/10.4283/JKMS.2016.26.4.119