M_2Ge_(17)(M=Ni、Mn)及其阴离子的稳定性和磁性研究

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)对Ni_2Ge_(17),Mn_2Ge_(17),[Ni_2Ge_(17)]^(4-)和[Mn_2Ge_(17)]^(2-)三种同分异构体的几何结构、电子结构和磁性进行了研究.通过对三种同分异构体的稳定性分析,得出D_(4d)结构的[Ni_2Ge_(17)]^(4-)最为稳定.由磁性的分析得到,Ni_2Ge_(17)和[Ni_2Ge_(17)]^(4-)的D_(2d)、D_(4d)、D_(4h)结构的磁矩均为零,体现为非磁性.对于Mn_2Ge_(17)和[Mn_2Ge_(17)]^(2-)的D_(4d)结构出现了自旋分裂能级,分别带有9_(μB)和8_(μB)的磁矩.其中,Mn原子与Ge原子之间存在弱的铁磁相互作用.对于D_(4h)结构的Mn_2Ge_(17),带有7_(μB)的磁矩,Mn原子和Ge原子之间既存在弱的铁磁相互作用又存在弱的反铁磁相互作用,而Mn_2Ge_(17)和[Mn_2Ge_(17)]^(2-)的D_(2d)结构以及[Mn_2Ge_(17)]^(2-)的D_(4h)结构的磁矩为零.