Структурные, электронные и магнитные свойства нанопроводов железа. Первопринципные расчеты

Abstract

В рамках теории функционала плотности проведены расчеты электронной структуры нанопроводов (НП) железа с поперечными размерами до 12.6 Å с учетом не только поперечной, но и продольной оптимизации структурных параметров. В поперечном сечении структура НП с ростом диаметра приближается к структуре ОЦК-железа. Установлено, что величины магнитных моментов атомов железа в НП зависят от количества ближайших соседей, а близость электронной и магнитной структур НП и объемного кристалла определяется средним количеством ближайших соседей, характеризующим НП.

Using the theory of the density functional, calculations of the electronic structure of iron nanowires (NW) with transverse dimensions up to 12.6 Å are made. The calculations are carried out with taking into account not only transverse, but also longitudinal optimization of the structural parameters of NW. In the cross section, the structure of NW approaches the structure of the bcc Fe, as the diameter rises. It is shown that the magnitudes of the magnetic moments of the Fe atoms in the NW depend on the number of the nearest neighbors in the corresponding atom. The proximity of the electronic and magnetic structure of the nanowire and the bulk crystal is determined by the average number of the nearest neighbors that characterizes the NW.