Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn này đã được chỉnh sửa và bảo vệ thành công. Kết quả nghiên cứu thu được: 1. Chúng tôi đã tìm ra hơn 160 đồng phân bền của ba dãy cluster GenMn0+ (n = 110). Các đồng phân bền của cluster ở cả ba trạng thái điện tích đều tồn tại ở trạng thái spin cao (trừ Ge10Mn dạng trung hòa và anion). Nhìn chung khi n = 16 cấu trúc cluster ở dạng cation và trung hòa tương tự nhau và khác với cấu trúc của cluster anion. Khi n = 10 đồng phân bền với cấu trúc lồng chiếm ưu thế ở dạng trung hòa và anion, dạng cation cấu trúc hở vẫn chiếm ưu thế. Như vậy kích thước tới hạn của dãy trung hòa và anion là n = 10, còn dãy cation là n > 10.2. Quy luật hình thành cấu trúc hở của các cluster GenMn ở cả ba dãy cluster (trung hòa, cation và anion) là thế một nguyên tử Ge trong cluster bền Gen+1 bằng một nguyên tử Mn.3. Nhìn chung, khi thêm hay bớt 1 electron vào cluster trung hòa thì độ bền của cluster tăng, nhưng độ bền của cluster anion tăng nhiều hơn cluster cation.4. Phân tích giá trị biến thiên năng lượng bậc hai, năng lượng phân li cho thấy, cluster anion bền ở n = 6 và 8, cluster cation bền khi n = 3, 5 và 7, cluster trung hòa bền khi n = 3 và 5.5. Phân tích điện tích ở cả ba trạng thái điện tích cho thấy sự chuyển điện tích xảy ra theo hướng chuyển từ Mn sang khung Ge đối với cluster cấu trúc hở, sự chuyển điện tích xảy ra theo chiều ngược lại tức là chuyển từ Ge sang Mn đối với cluster cấu trúc lồng.6. Các cluster có cấu trúc hở có từ tính rất cao và chủ yếu tập trung trên nguyên tử Mn đối với dạng trung hòa và cation, tập trung ít hơn trên nguyên tử Mn đối với cluster anion. Khi bớt một electron thì từ tính trên Mn tăng, còn khi thêm một electron từ tính trên Mn giảm.7. Các liên kết GeGe và GeMn trong cluster Ge2Mn0+ là những liên kết bội, vừa có bản chất liên kết σ vừa có bản chất của liên kết π.Hướng phát triển của đề tài luận văn1. Tiếp tục nghiên cứu cấu trúc và tính chất của cluster Ge pha tạp Mn ở các kích thước lớn hơn.2. Mở rộng nghiên cứu các cluster Ge pha tạp 2 nguyên tử Mn ở nhiều trạng thái điện tích.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ỨNG THỊ LÝ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN TÍCH ĐẾN CẤU TRÚC VÀ ĐỘ BỀN CỦA CLUSTER GenMn-/0/+ (n = 1-10) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HĨA HỌC TÍNH TỐN LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Bình Định – Năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ỨNG THỊ LÝ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN TÍCH ĐẾN CẤU TRÚC VÀ ĐỘ BỀN CỦA CLUSTER GenMn-/0/+ (n = 1-10) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HĨA HỌC TÍNH TỐN Chun nghành: Hóa lý thuyết hóa lý Mã số: 60.44.01.19 Người hướng dẫn: TS VŨ THỊ NGÂN Bình Định – Năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu kết sử dụng luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác LỜI CẢM ƠN Luận văn thực Phịng Thí nghiệm Hóa học tính tốn Mơ phỏng, Trường Đại học Quy Nhơn Lời cho em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Cơ TS Vũ Thị Ngân, người ln bên em tận tình hướng dẫn, bảo, động viên em suốt trình nghiên cứu thực để hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Tiến Trung ln nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi suốt trình thực đề tài Em xin trân trọng cảm ơn q Thầy Cơ giáo Khoa Hóa, Trường Đại học Quy Nhơn trang bị cho em kiến thức khoa học bổ ích để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Ngồi ra, tơi xin chân thành cảm ơn Nguyễn Duy Phi, Võ Đình Nhâm anh, chị, em Phịng Thí nghiệm Hóa học tính tốn Mơ phỏng, Trường Đại học Quy Nhơn ln ln giúp đỡ, bảo đóng góp ý kiến để tơi hồn thành tốt luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln bên, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện để tơi có thêm động lực, niềm tin thời gian để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Bình Định, ngày tháng năm 2016 Tác giả MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .1 Tổng quan tài liệu tình hình nghiên cứu đề tài 3 Mục đích nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5 Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp tính hóa học lượng tử 5.2 Phần mềm tính tốn 6 Cấu trúc luận văn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HĨA HỌC TÍNH TỐN .8 1.1.Phương trình Schrưdinger [5], [28] 1.2 Toán tử Hamilton [1] Xét hệ gồm M hạt nhân N electron Toán tử Hamilton tổng quát xác định theo biểu thức: 1.3 Nguyên lý phản đối xứng [28] 10 1.4 Hàm sóng hệ nhiều electron [5], [28] 11 1.5 Cấu hình electron hàm sở [14], [28] 13 1.5.1 Cấu hình electron 13 1.5.2 Bộ hàm sở .14 1.6 Phương pháp gần hoá học lượng tử dùng MO [28] 17 1.6.1 Phương pháp Hartree-Fock (HF) 17 1.6.2 Các phương pháp bán kinh nghiệm .19 1.6.3 Các phương pháp tính từ đầu ab-initio 19 1.7 Phương pháp phiếm hàm mật độ [10], [26] .19 1.7.1 Mơ hình Thomas-Fermi 19 1.7.2 Các định lý Hohenberg-Kohn .20 1.7.3 Các phương trình Kohn-Sham .20 1.7.4 Một số phiếm hàm trao đổi 22 1.7.5 Một số phiếm hàm tương quan 23 1.7.6 Một số phương pháp DFT thường dùng 24 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1.1 Khái quát cluster .25 2.1.2 Cluster germani cluster germani pha tạp 26 2.1.3 Cluster germani pha tạp mangan 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu .30 2.2.1 Phần mềm tính tốn .30 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu .30 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Đồng phân bền cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) 35 3.1.1 Đồng phân bền GeMn-/0/+ 35 3.1.2 Đồng phân bền Ge2Mn-/0/+ 36 3.1.3 Đồng phân bền Ge3Mn-/0/+ 37 3.1.4 Đồng phân bền Ge4Mn-/0/+ 39 3.1.5 Đồng phân bền Ge5Mn-/0/+ 40 3.1.6 Đồng phân bền Ge6Mn-/0/+ 42 3.1.7 Đồng phân bền Ge7Mn-/0/+ 43 3.1.8 Đồng phân bền Ge8Mn-/0/+ 46 3.1.9 Đồng phân bền Ge9Mn-/0/+ 49 3.1.10 Đồng phân bền Ge10M-/0/+ .51 3.2.1 Cơ chế hình thành cấu trúc 53 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng điện tích đến độ bền cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) 56 3.3.1 Năng lượng liên kết trung bình lượng tách nguyên tử Ge .56 3.3.2 Biến thiên lượng bậc hai cluster GenMn-/0/+ .58 3.3.3 Năng lượng vùng cấm HOMO-LUMO .60 3.3.4 Sự chuyển điện tích, từ tính phân bố electon cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) 62 3.4 Liên kết hóa học số cluster nhỏ .65 KẾT LUẬN 71 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao) DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT α, β Hàm spin BE Năng lượng liên kết trung bình (Average Binding Energy) CGF Hàm Gausian rút gọn (Contracted Gaussian Function) GTO Obitan kiểu Gaussian (Gaussian Type Orbital) MO Obitan phân tử (Molecular Orbital) E Năng lượng (Energy) DFT Thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory) HF Phương pháp Hartree-Fock NBO Obitan liên kết tự nhiên (Natural Bond Orbital) HOMO Obitan phân tử bị chiếm cao (Highest Occupied Molecular Orbital) LUMO Obitan phân tử không bị chiếm thấp (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) SCF Phương pháp trường tự hợp RHF Phương pháp Hartree-Fock hạn chế (Restricted HF) ROHF Phương pháp Hartree-Fock hạn chế cho cấu hình vỏ mở (Restricted open-shell HF) ZPE Năng lượng điểm không (Zero Point Energy) STO Obitan kiểu Slater (Slater Type Orbital) DANH MỤC CÁC BẢNG Số Tên bảng Trang hiệu bảng 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Năng lượng liên kết trung bình (eV) cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) Năng lượng phân li liên kết (eV) của nguyên tử Mn cluster GenMn-/0/+(n = 1-10) Biến thiên lượng bậc hai (eV) cluster Ge nMn-/0/+ (n = 2-9) Năng lượng vùng cấm HOMO - LUMO (eV) cluster -/0/+ GenMn (n = 1-10) Điện tích nguyên tử Mn cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) Momen từ nguyên tử Mn (μB) cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) Cấu hình electron nguyên tử Mn cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) 59 60 61 63 65 66 67 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ 2.1 2.2 2.3 Tên hình vẽ Đồng phân bền cluster Gen tinh khiết (n = 2-11) Đồng phân bền cluster GenMn (n = 2-13) [41] Đồng phân bền cluster GenMn0/+ GenFe0/+ (n Trang 29 30 31 = 9-10) Cấu trúc bền GenMn (n = 1-10) theo phương 2.4a pháp BP86/LanL2DZ, B3P86/6-311+G(d) theo tài 34 liệu tham khảo Cấu trúc bền GenMn (n = 1-10) theo phương 2.4b pháp BP86/LanL2DZ, B3P86/6-311+G(d) theo tài 35 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7a 3.7b liệu (tiếp) Các trạng thái bền GeMn-/0/+ Các đồng phân bền Ge2Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge3Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge4Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge5Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge6Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge7Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge7Mn-/0/+ (tiếp) Các đồng phân bền Ge8Mn-/0/+ cấu trúc cluster 38 39 40 41 43 45 47 48 3.8b 3.9 3.10 Ge9 Các đồng phân bền Ge8Mn-/0/+ (tiếp) Các đồng phân bền Ge9Mn-/0/+ Các đồng phân bền Ge10Mn-/0/+ Đồng phân bền GenMn (n = 1-10) trạng 51 52 54 3.11 thái điện tích trung hịa, cation, anion đồng phân bền 3.8a 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 Gen+1 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lượng liên kết trung bình cluster GenMn-/0/+ vào kích thước n Đồ thị biểu diễn phụ thuộc biến thiên bậc hai lượng cluster GenMn-/0/+ vào kích thước n Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lượng vùng cấm cluster GenMn-/0/+ vào kích thước n Hình ảnh obitan biên Ge 2Mn trạng thái bền sextet Hình ảnh obitan biên Ge2Mn+ trạng thái bền triplet Hình ảnh obitan biên Ge2Mn- trạng thái bền 50 57 59 62 64 69 70 71 71 KẾT LUẬN Chúng tơi tìm 160 đồng phân bền ba dãy cluster GenMn-/0/+ (n = 1-10) Các đồng phân bền cluster ba trạng thái điện tích tồn trạng thái spin cao (trừ Ge 10Mn dạng trung hịa anion) Nhìn chung n = 1-6 cấu trúc cluster dạng cation trung hòa tương tự khác với cấu trúc cluster anion Khi n = 10 đồng phân bền với cấu trúc lồng chiếm ưu dạng trung hòa anion, dạng cation cấu trúc hở chiếm ưu Như kích thước tới hạn dãy trung hòa anion n = 10, dãy cation n > 10 Quy luật hình thành cấu trúc hở cluster GenMn ba dãy cluster (trung hòa, cation anion) nguyên tử Ge cluster bền Gen+1 nguyên tử Mn Nhìn chung, thêm hay bớt electron vào cluster trung hịa độ bền cluster tăng, độ bền cluster anion tăng nhiều cluster cation Phân tích giá trị biến thiên lượng bậc hai, lượng phân li cho thấy, cluster anion bền n = 8, cluster cation bền n = 3, 7, cluster trung hòa bền n = 5 Phân tích điện tích ba trạng thái điện tích cho thấy chuyển điện tích xảy theo hướng chuyển từ Mn sang khung Ge cluster cấu trúc hở, chuyển điện tích xảy theo chiều ngược lại tức chuyển từ Ge sang Mn cluster cấu trúc lồng Các cluster có cấu trúc hở có từ tính cao chủ yếu tập trung nguyên tử Mn dạng trung hịa cation, tập trung nguyên tử Mn cluster anion Khi bớt electron từ tính Mn tăng, cịn thêm electron từ tính Mn giảm 72 Các liên kết Ge-Ge Ge-Mn cluster Ge2Mn-/0/+ liên kết bội, vừa có chất liên kết σ vừa có chất liên kết π Hướng phát triển đề tài luận văn Tiếp tục nghiên cứu cấu trúc tính chất cluster Ge pha tạp Mn kích thước lớn Mở rộng nghiên cứu cluster Ge pha tạp nguyên tử Mn nhiều trạng thái điện tích MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Huề, Nguyễn Đức Chuy (2003), “Thuyết lượng tử nguyên tử phân tử” (Tái lần thứ nhất), Tập (1, 2), Nhà xuất Giáo dục [2] Le Nguyen Ngoc Lan, Phan Dang Cam Tu, Vu Thi Ngan, Nguyen Tien Trung (2015), “A Comparative Study on Structure, Stability and Electronic Properties of Doped Siliccon Cluster SinX (X = Sc, Ti; n = 1-10) Using Quantum Chemical Method”, Tạp chí khoa học công nghệ 53 (1A), 180-191 [3] Nguyễn Đức Minh, Nguyễn Thị Lý, Vũ Thị Ngân (2015), “Nghiên cứu lý thuyết cấu trúc độ bền cluster gecmani pha tạp crom Ge nCr (n = 1-10)”, Tạp chí khoa học công nghệ 53 (1A), 170-179 [4] Lâm Ngọc Thiềm (2007), “Nhập mơn hóa học lượng tử”, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội [5] Lâm Ngọc Thiềm (Chủ biên), Phạm Văn Nhiêu, Lê Kim Long (2007), “Cơ sở hóa học lượng tử”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [6] Bandyopadhyay, D and Sen, P (2010), “Density Functional Investigation of Structure and Stability of Gen and GenNi (n = 1-20) Clusters: Validity of the Electron Counting Rule”, J Phys Chem A, 114, pp 1835–1842 [7] Bentlohner, M M., Waibel, M., Zeller, P., Sarkar, K., Buschbaum, M P., Rohlfing, F D and Fässler, F T (2016), “Zintl Clusters as Wet - Chemical Precursors for Germanium Nanomorphologies with Tunable Composition” Angew Chem Int Ed, 55, 2441 –2445 [8] Bulusu, S., Yoo, S., and Zeng, X C (2005), “Search for Global Minimum Geometries for Medium Sized Germanium Clusters: Ge12-Ge20”, J Chem Phys., 122, pp.164305 [9] Bylaska, E J., Taylor, P R and et al (1996), “LDA Predictions of C20 Isomerzations: Neutral and Charge Species”, J Phys Chem., 100, pp 6966-6972 [10] Chattaraj, P K., (2009), “Chemical Reactivity Theory: A Density Functional View”, Taylor & Francis Group, USA [11] Deng, X J., Kong, X Y et al (2014), “Structural and Magnetic Properties of CoGe n- (n = 2-11) Clusters: Photoelectron Spectroscopy and Density Functional Calculations”, Chem Phys Chem., 15, pp 3987 – 3993 [12] Deng, X J., Kong, X Y et al (2015), “Photoelectron Spectroscopy and Density Functional Calculations of VGen- (n = 3-12) Cluster”, J Phys Chem C, 119, pp 11048-11055 [13] Deng, X.-J et al (2014), “Structural and Bonding Properties Of Small Tigen- (N = 2–6) Clusters: Photoelectron Spectroscopy and Density Functional Calculations”, RSC Adv., 4, pp 25963 [14] Dunning, T H (1989), “Gaussian basis sets for Ues in Correlated Molecular Caculations, I, The Atoms Boron Through Neon and Hydrongen”, J Chem Phys., 90, pp 1007-1023 [15] Feller, D (2009), “Application of Systermatic Sequences of Wave Functions to The Water Dimer”, J Chem Phys., 96, pp 6104-6114 [16] Foster, P J., Leckenby, R E., Robbins, E J (1969), “The Innization Iotentials of Clustered Alkali Metal Atoms”, J Phys B, 2, pp 478483 [17] Frisch M J., et al., Gaussian 03, Revision C.02, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004 [18] Hayat, M A (1991), “Colloidal Gold: Principles, Methods, and Applications”, Academic Press, San Diego [19] Holthausen, M C (2005), “Benchmarking Approximate Density Functional Theory I s/d Excitation Energies in 3d Transition Metal Cations”, J Comput Chem., 26, pp 1505-1518 [20] Jin, Y Y., Tian, Y., Kuang, X., Lu, C., Cabellos, L J., Mondal, S and Merino, G (2016), “Structural and Electronic Properties of Ruthenium Doped Germanium Clusters”, J Phys Chem., 120 (15), pp 8399–8404 [21] Kapila, N., Garg, I., Jindal, V K., Sharma, H (2012), “First Principle Investigation into Structural Growth and Magnetic Properties in Computational and Theoretical Chemistry Ge nCr Clusters for n = 113”, J Magn Mater., 324, pp 2885–2893 [22] Kapila, N., Jindal, V K., Sharma, H (2011), “Structural, Electronic and Magnetic Properties of Mn, Co, Ni in Ge n for (n = 1-13)”, Physica B, 406, pp 4612–4619 [23] Knight, W D et al (1984), “Electronic Shell Structure and Abundances of Sodium Clusters”, Phys Rev Lett., 52, pp 2141 [24] King, R B and Silaghi-Dumitrescu I (2003), “Density Functional Theory Study of Nine-Atom Germanium Clusters: Effect of Electron Count on Cluster Geometry” , Inorg Chem., 42, 6701-6708 [25] King, R B., Silaghi-Dumitrescu, I and Uta, M M (2006), “Density Functional Theory Study of 10-Atom Germanium Clusters: Effect of Electron Count on Cluster Geometry”, Inorg Chem., 45, 4974-4981 [26] Koch, W., Holthausen, M C (2001), “A Chemitst’s Guide to Density Functional Theory”, Second Edition, Willey-VCH, Germany [27] Lanza, G., Millefiori, S., Millefiori, A., Dupuis, M (1993), “Geometries and Energies of Small Gen (n = 2-6) Cluster: An Ab Initio Molecular-Orbital Study”, J Chem Soc., Faraday Trans., 89, pp 2961-2967 [28] Levine, I N., (2000), “Quantum Chemistry”, Fifth Edition, PrenticeHall, Inc, New Jersey, USA [29] Li, X J., Su, K H (2009), “Structure, stability and electronic property of the gold-doped germanium clusters: AuGen (n = 2–13)”, Theor Chem Acc., 124 (5-6), pp 345–354 [30] Lu, Z Y., Wang, C Z., and Ho, K M (2000), “Structures and dynamical properties of Cn , Sin , Gen , and Snn clusters with n up to 13”, Phys Rev B, 61, pp 3329-2334 [31] Manish, K., Nilanjana, B., Debashis, B (2012), “Architecture, Electronic Structure and Stability of Ge nTM (TM = Ti, Zr and Hf; N = 120) Clusters: A Density Functional Modeling”, J Mol Model, 18, pp 405-418 [32] Mahtout, S., Tariket, Y (2016), “Electronic and Magnetic Properties of CrGen (N = 15-29) Clusters: A DFT Study”, Chem Phys., 472, 270–277 [33] Ngan, V T., Gruene, P., Claes, P., Janssen, E., Fielicke, A., Nguyen, M T., Lievens, P (2010), “Disparate Effects of Cu and V on Structures of Exohedral Transition Metal – Doped Silicon Clusters: A Combined Farinfrared Spectroscopic and Computational Study”, J Am Chem Soc., 132, pp 15589-15602 [34] Ngan, V T (2011), “Transition Metal Doped Silicon Cluster: Structral, Electronic and Spectroscopic Properties”, Luận án tiến sĩ, Katholieke Universiteit Leuven, pp.12-35 [35] Ngan, V T., Janssens, E., Claes, P., Lyon, J T., Fielicke, A., Nguyen, M T and Lievens, P (2012), “High Magnetic Moments in ManganeseDoped Silicon Cluster”, Chem Eur J., 18, pp 15589-15602 [36] Schultz, N E., Zhao, Y., Truhlar, D G (2008), “Benchmarking Approximate Density Functional Theory for s/d Excitation Energies in 3d Transition Metal Cations”, J Comp Chem., 29 (2), pp 185189 [37] Sun, S., Liu, H., and Tang, Z (2006), “Experimental and Theoretical Investigation on Binary Semiconductor Clusters of Bi/Si, Bi/Ge and Bi/Sn”, J Phys Chem A, pp 5004-5009 [38] Tam, N M., Pham, H T., Duong, L V., Ho, M P., Nguyen, M T (2015), “Fullerene-like boron clusters stabilized by an endohedrally doped iron atom: BnFe with n = 14, 16, 18 and 20” Phys Chem Chem Phys., 17 (5), pp 3000-3003 [39] Wang, J., Wang, G and Zhao, J (2001), “Structure and Electronic Properties of Gen N = 2-25 Clusters from Density - Functional Theory”, Phys Rev B, 64, pp 205411 [40] Wang, J., Han, J G (2007), “The Growth Behaviors of The Zn - Doped Different Sized Germanium Cluster: A Density Functional Investigation”, Chem Phys 342, 253-259 [41] Wang, J., Ma, L., Zhao, J and Wang, G (2008), “Structural Growth Sequences and Electronic Properties of Manganese – Doped Germanium Clusters: GenMn (n = 2-15)”, J Phys Condens Matter, 20, pp 335223-335231 [42] Wang, J., Yang, M., Wang G., Zhao, J (2003) “Dipole Polarizabilities of Germanium Clusters”, Chem Phys Lett., 367, pp 448–454 [43] Wang, J., Han, J G (2005), “A Computational Investigation of Copper Doped Germanium And Germanium Clusters By The Density Functional Theory”, J Chem Phys A, 123, pp 244303 (1-12) [44] Wei, Q., Wen, C L., Lin, H X., Quin, J Z., Wang, C Z and Ho, K M (2015), “Structures and Stability of Metal - Doped GenM (n = 9, 10) Clusters”, AIP Adv., 5, 067159 [45] Zhao, W J., Wang, Y X (2008), “Geometries, Stabilities, and Electronic Properties of FeGen (n = - 16) Clusters: Density Functional Theory Investigations”, Chem Phys., 352, pp 291-296 [46] Zhu, X L., Zeng, X C and Lei, Y A (2004), “Structures and Tability of Medium Silicon Clusters II Ab Initio Molecular Orbital Calculations of Si12 - Si20”, J Chem Phys., 120 (19), pp 8985-8995 [47] Zamudio-Bayer, V., Leppert, L., Hirsch, K., Langenberg, A., Rittmann, J., Kossick, M., Vogel, M., Richter, R., Terasaki, A., Möller, T., Issendorff, B., Kümmel, S., Lau, J T (2013), “Coordination-driven magnetic-to-nonmagnetic transition in manganese-doped silicon clusters”, Phys Rev B, 88 (11), 115425 PHỤ LỤC Tọa độ đồng phân bền cluster nghiên cứu 1A-triplet Ge Mn 1C- quintet Ge Mn 1N-quartet Mn Ge 2A-quintet Mn Ge Ge 2C-triplet Mn Ge Ge 2N-sextet Mn Ge Ge 3A-quintet Mn Ge Ge Ge 3C-quintet Ge Ge Mn Ge 3N-Sextet Ge Ge Mn Ge 4A-septet Ge 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.07052100 -1.37026700 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.12427000 -1.43906500 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.32741800 1.03704500 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.21082700 -1.21082700 1.51471900 -0.59168700 -0.59168700 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.23574900 -1.23574900 1.56001400 -0.60938000 -0.60938000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.15878100 -1.15878100 1.57950100 -0.61699300 -0.61699300 0.82045800 -0.21366100 -0.21366100 -0.21366100 -1.73143100 -0.15211900 1.65691800 -0.15211900 0.00000000 1.58719400 0.00000000 -1.58719400 0.23862100 0.00000000 2.27833600 -2.01857000 -1.31929700 1.19934300 0.16963300 -0.01257000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.36019000 -1.36019000 0.00000000 0.00000000 -0.08390100 -0.08390100 -2.19712800 1.88430700 -0.10586200 1.85200400 0.00000000 Ge Ge Mn Ge 4C-quintet Ge Ge Ge Ge Mn 4N-quartet Ge Ge Ge Ge Mn 5A-1 quintet Ge Ge Ge Ge Ge Mn 5C-1 quintet Ge Ge Ge Ge Ge Mn 5N-1sextet Ge Ge Ge Ge Mn Ge 6A-1 quintet Ge Ge Ge Ge 1.70638400 -0.10586200 -1.77766000 -0.10586200 -0.72900600 -0.07470100 -1.24620200 -0.07470100 0.00000000 1.53325800 0.00000000 -1.53325800 0.00000000 1.44389600 -1.44389600 0.00000000 0.00000000 1.96018300 0.00000000 0.00000000 -1.96018300 0.00000000 -0.65925000 -0.09705300 -0.09705300 -0.65925000 1.93613600 0.00000000 1.41103900 -1.41103900 0.00000000 0.00000000 1.94118900 0.00000000 0.00000000 -1.94118900 0.00000000 0.00777000 -0.65658200 -0.65658200 0.00777000 1.66095900 0.00000000 1.97029100 0.00000000 0.00000000 -1.97029100 0.00000000 1.76908200 0.00000000 0.00000000 -1.76908200 0.00000000 0.00000000 -0.18283100 0.06427100 1.71845700 -0.18283100 0.06427100 -1.89611100 0.00000000 -1.58104100 0.00000000 0.00000000 1.58104100 0.00000000 1.94431800 0.00000000 0.00000000 -1.94431800 0.00000000 0.00000000 -0.30189400 0.11468400 1.99774900 -0.30189400 0.11468400 -2.07786000 0.15238300 -1.93578400 2.16083900 0.15238300 -0.87322100 0.15238300 1.79100300 0.45758600 0.01982900 -0.32081000 -2.08230300 -0.32081000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.49334500 0.00000000 -1.49334500 0.16376100 0.03924300 0.03924300 0.03924300 -2.03751800 1.68219000 1.68219000 -0.68153200 0.00000000 1.32810700 -1.32810700 -2.15801000 Ge Ge Mn 6C-1 quintet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn 6N-1 sextet Mn Ge Ge Ge Ge Ge Ge 7A-1 quintet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn Ge 7C-1 septet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn Ge 7N-1sextet Ge Ge Ge Ge 0.03924300 -1.58509300 1.61838400 -1.43236700 1.43236700 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.68153200 -0.01771200 0.06901200 2.15801000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00935100 0.00000000 -0.00935100 2.01924600 0.83351800 -2.01924600 0.83351800 -1.34670700 -1.74905200 1.34670700 -1.74905200 0.00000000 2.36770800 0.00000000 1.40363700 -1.40363700 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 1.40294000 -1.40294000 2.13225900 -2.13225900 2.25783700 0.02866400 0.02866400 -1.69109700 -1.69109700 0.78046400 0.78046400 0.28690800 0.28690800 -1.76753900 -1.24589300 0.28690800 0.28690800 1.76932400 0.48351800 1.04968600 -1.46990900 -2.11373300 0.42802600 -1.46990900 1.04968600 0.08978500 2.45601000 2.10900700 1.36446800 0.00000000 0.00000000 -1.36446800 -2.10900700 0.00000000 0.00000000 -0.06928900 -0.15086200 -0.06928900 -0.06928900 -1.49337100 -0.06928900 0.77439400 1.31639200 -1.09041800 -2.60295300 1.35368900 -1.09041800 -0.35676800 1.35368900 3.64213500 -0.41224000 2.18863500 0.00000000 -1.36460300 -2.18863500 0.00000000 1.36460300 0.00000000 0.00000000 -0.54972000 -0.25670400 -0.25670400 -0.25670400 -2.41942400 -1.00634700 -1.00634700 1.37869100 0.00000000 2.16569000 -2.16569000 -1.32638000 Ge Mn Ge Ge 8A-1 quintet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn Ge 8C-1quintet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn 8N-1 sextet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn Ge 9A-1 Septet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge -0.25670400 -1.86400100 1.31847200 1.71431500 1.37869100 -0.17450100 -0.41729900 2.22836400 1.32638000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.51087300 0.71075700 0.71075700 2.15443100 0.71075700 0.71075700 -1.51087300 -0.51410300 -1.57407300 0.08896900 -1.36471800 1.17233400 0.41479500 1.17233400 -1.36471800 0.08896900 1.25511000 -1.18851800 2.24106700 1.41856900 -2.23189300 0.00000000 2.23189300 -1.41856900 -2.24106700 0.00000000 0.00000000 -1.50345900 -0.30714100 0.22402600 -2.33598200 2.27562200 2.16471900 1.22628900 0.00831700 -2.24306000 -0.22452000 -2.21675200 2.13602700 -0.76096600 1.15112500 -1.39612100 0.03178200 -0.01821300 1.66097700 1.39938800 0.39010400 0.34867700 -1.15067900 -0.79969900 -0.43889600 1.59720000 -1.22166900 -0.15926400 -1.33298100 0.78715100 0.78715100 -1.33298100 -1.44052800 0.78715100 0.78715100 2.14360200 -0.71680500 0.02143200 1.37965100 1.37965100 0.02143200 -1.65582100 -1.24880200 -1.24880200 0.49121300 0.96749900 2.32447900 2.07507400 -2.07507400 -2.32447900 0.00000000 1.48148300 -1.48148300 0.00000000 0.00000000 1.36603200 0.00021700 -1.36624900 1.44385600 -0.00000600 -1.44385000 0.00000000 0.78892900 -1.57748300 0.78855400 0.83360400 -1.66721700 0.83361400 2.54633900 -1.64735700 -1.64735700 -1.64735700 1.06936100 1.06936100 1.06936100 -0.22277000 Ge Ge Mn 9C-1 quintet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn Ge Ge 9N-1 sextet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn Ge Ge 10A-1 triplet Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn 10C-1 quintet Ge Ge Ge Ge 2.20519400 -2.20519400 0.00000000 -1.27316900 -1.27316900 0.00000000 -0.22277000 -0.22277000 3.07493900 -1.55170300 -1.54430500 -1.54430500 0.57415400 0.76816700 0.76816700 0.76816700 -0.74626200 1.57650800 0.76816700 -1.59681300 0.42358400 0.42358400 -2.99296400 1.38148000 1.38148000 -1.00367000 2.38447500 1.12412000 -1.00367000 0.00000000 1.56114100 -1.56114100 0.00000000 2.37293500 -2.37293500 1.58682900 0.00000000 0.00000000 -1.58682900 -1.68649100 -1.56806400 -1.56806400 0.53098300 0.76888100 0.76888100 0.76888100 -0.63108500 1.70914700 0.76888100 -1.65680400 0.45826800 0.45826800 -2.94342100 1.32874300 1.32874300 -0.99775300 2.37226400 1.16837900 -0.99775300 0.00000000 1.44647200 -1.44647200 0.00000000 2.34819700 -2.34819700 1.52057500 0.00000000 0.00000000 -1.52057500 1.34116200 -0.00100300 -2.01086200 0.00000000 0.00008200 2.12154300 2.01086200 0.00000000 -1.34016000 -2.12162500 0.00000000 0.77316300 -1.54806200 1.16097200 0.00000000 2.44979400 -1.22496800 1.16097200 -2.32194300 0.77489900 -1.22482600 0.00000000 -1.83451300 -1.83451300 1.02929300 2.64085200 -0.16367300 -0.16367300 1.02929300 1.02929300 -1.83451300 -0.16367300 0.34025900 0.00000000 1.60618000 -1.60618000 0.00000000 2.27148200 1.60618000 -1.60618000 -2.27148200 1.09282000 -1.09282000 -1.09282000 1.09282000 Ge Ge Ge Ge Ge Ge Mn 10N-1 doublet Mn Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge Ge -2.27148200 2.27148200 0.00000000 1.60618000 -1.60618000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.60618000 1.60618000 0.00000000 0.00000000 1.09282000 1.09282000 2.54500100 -1.09282000 -1.09282000 -2.54500100 0.00000000 0.01952600 2.11979900 -0.01275700 -2.12649300 -0.01275700 1.34164400 -2.12649300 2.11979900 -1.29248300 -0.01275700 -0.01275700 0.51257700 0.36203900 1.92593600 0.41262300 -1.03392500 -1.91794900 0.41262300 0.36203900 -1.81584900 -1.03392500 1.92593600 0.00000000 1.34931700 -1.82505100 1.34130700 2.19516600 0.00000000 -1.34130700 -1.34931700 0.00000000 -2.19516600 1.82505100