Nghiên cứu một số vật liệu từ dựa trên các bon

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Dƣơng Quỳnh Trang NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ DỰA TRÊN CÁC BON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Dƣơng Quỳnh Trang NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ DỰA TRÊN CÁC BON Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN ANH TUẤN Hà Nội – 2014 MỤC LỤC Danh mục hình vẽ ii Danh mục bảng biểu iii Các ký hiệu & từ viết tắt iv Mở đầu Chƣơng 1: Giới thiệu vật liệu từ dựa Các bon Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu 2.1 Giới thiệu lý thuyết DFT 2.2 Phương pháp tính tốn 22 Chƣơng 3: Tính chất từ số vật liệu từ dựa bon dạng đơn phân tử, dạng cặp phân tử dạng bánh kẹp 24 3.1 Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử tính chất từ đơn phân tử R1 24 3.2 Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử tính chất từ cặp phân tử [R1]2 26 3.3 Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử tính chất từ vật liệu dạng bánh kẹp R1/D22/R1 28 Chƣơng 4: Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử tính chất từ hệ vật liệu dạng bánh kẹp R1/D2m/R1 31 4.1 Mơ hình vật liệu bánh kẹp R1/D22/R1 31 4.2 Cấu trúc hình học vật liệu dạng bánh kẹp R1/D2m/R1 34 4.3 Cấu trúc điện tử tính chất từ vật liệu bánh kẹp R1/D 22/R1 36 4.4 Tương quan J d 39 4.5 Tương quan J n 40 4.6 Tương quan J Ea 41 4.7 Đánh giá độ bền stacks 42 4.8 Một vài định hướng cho việc thiết kế vật liệu từ dựa bon 43 Chƣơng 5: Kết luận 44 Danh mục cơng trình cơng bố liên quan đến luận văn 45 Tài liệu tham khảo 46 Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Một số dạng vật liệu từ dựa bon Hình 1.2: Giản đồ cấu trúc mơ hình xếp chồng Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc hình học đơn phân tử C13H9 (R1) 24 Hình 3.2: Sơ đồ biểu diễn khoảng cách phân tử đơn phân tử R1 25 Hình 3.3: Sơ đồ biểu diễn phân bố mômen từ (a) quỹ đạo SOMO (b) đơn phân tử C13H9 (R1) 25 Hình 3.4: Cấu trúc hình học cặp phân tử [R1]2 26 Hình 3.5: Sự phân phân cực cấu trúc dimer [R1]2 27 Hình 3.6: Quỹ đạo cao bị chiếm dimer [R1]2 28 Hình 3.7: Cấu trúc hình học vật liệu dạng bánh kẹp R1/D22/R1 29 Hình 3.8: Sự phân cực spin (a) quỹ đạo cao bị chiếm (b) vật liệu dạng bánh kẹp R1/D22/R1 29 Hình 4.1: Giản đồ cấu trúc mơ hình dạng bánh kẹp 31 Hình 4.2: Cấu trúc hình học phân tử phi từ 32 Hình 4.3(a): Cấu trúc hình học bánh kẹp R1/D2m/R1 (m=3,4,9,10) 35 Hình 4.3(b): Cấu trúc hình học bánh kẹp R1/D2m/R1 (m=5-8) 35 Hình 4.4(a): Phân cực spin vật liệu dạng bánh kẹp (m=3,4,9,10) 37 Hình 4.4(b): Phân cực spin vật liệu dạng bánh kẹp (m=5-8) 38 Hình 4.5: Mối tương quan tương tác trao đổi hiệu dụng J/kB (K) khoảng cách phân tử từ tính (d) hệ R1/D2m/R1) 40 Hình 4.6: Mối tương quan tương tác trao đổi hiệu dụng J/kB (K) điện tích phân tử phi từ (n) 41 Hình 4.7: Mối tương quan tương tác trao đổi hiệu dụng J/kB (K) lực điện tử phân tử phi từ (Ea) 42 Hình 4.8: Mơ hình cấu trúc xếp chồng 43 ii Danh mục bảng biểu Bảng 4.1: Ái lực điện tử phân tử phi từ 34 Bảng 4.2: Khoảng cách phân tử từ tính cấu trúc bánh kẹp 36 Bảng 4.3: Một số thông số đặc trưng cấu trúc bánh kẹp R1/D2m/R1: Tham số tương tác trao đổi hiệu dụng (J), khoảng cách phân tử từ tính (d), điện tích phân tử phi từ (∆n), lực điện tử phân tử phi từ (E a), lượng liên kết phân tử stacks (Ef) 39 iii Các ký hiệu & từ viết tắt ∆n: Lượng điện tích chuyển từ phân tử từ tính sang phân tử phi từ AO: Quỹ đạo nguyên tử (Atomic orbital) DFT: Lý thuyết phiếm hàm mật độ (Density functional theory) E: Tổng lượng Ea: Ái lực điện tử phân tử phi từ Ef: Năng lượng liên kết phân tử bánh kẹp ES: Năng lượng trạng thái singlet ET: Năng lượng trạng thái triplet Exc: Năng lượng tương quan trao đổi HOMO: Quỹ đạo phân tử cao bị chiếm (Highest occupied molecular orbital) HS: Spin cao (High spin) J: Tham số tương tác trao đổi hiệu dụng K: Động LS: Spin thấp (Low spin) LUMO: Quỹ đạo phân tử thấp không bị chiếm (Lowest unoccupied molecular orbital) m: Moment từ MDED: Mật độ biến dạng điện tử (Molecular Deformation Electron Density) MO: Quỹ đạo phân tử (Molecular orbital) n: Điện tích S: Tổng spin SOMO: Quỹ đạo bị chiếm điện tử iv MỞ ĐẦU Tính chất từ tính chất liên quan đến nhiều tượng thú vị phức tạp tự nhiên, chúng có mặt nhiều tượng vật lý, địa lý, sinh học hóa học Vật liệu từ đóng vai trò quan trọng sống chúng ta, thành phần phổ biến có hầu hết thiết bị đại Từ máy phát điện tới ô tô, băng ghi âm, máy vi tính, từ cảm biến, máy dị tới thiết bị truyền động thiết bị khác Vật liệu từ truyền thống thường làm dựa kim loại chuyển tiếp đất Fe, Co, Ni, Nd…, vật liệu từ thường nặng không thân thiện với môi trường Trong năm gần đây, vật liệu từ không chứa kim loại dựa hợp chất bon phát hiện, nghiên cứu phát triển Vật liệu từ phi kim loại nhẹ nhiều so với loại vật liệu từ truyền thống hoàn toàn thân thiện với môi trường.Việc phát vật liệu từ không chứa kim loại làm từ cácbon mở lĩnh vực nghiên cứu hứa hẹn lại mang đến đột phá nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ[23,32] Trong nghiên cứu lý thuyết, có vài mơ hình vật liệu từ dựa bon đề xuất, vật liệu dựa graphene graphite [39], vật liệu có cấu trúc dạng bánh kẹp (sandwich) So sánh với mơ hình dựa graphene graphite, mơ hình vật liệu có cấu trúc bánh kẹp thể nhiều ưu điểm để thiết kế vật liệu sắt từ dựa bon Trong luận văn này, dựa lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử tính chất từ đơn phân tử C 13H9(R1) thiết kế nghiên cứu Phân tử R1 có tổng spin S = 1/2 Tuy nhiên chúng kết hợp với để tạo thành dạng dimer [R1] mômen từ tổng cộng dimer liên kết phản sắt từ phân tử Nguồn gốc tương tác phản sắt từ dạng dimer phủ lấp trực tiếp trạng thái π phân tử R1 Để tránh phủ lấp trạng thái π phân tử R1, phân tử phi từ C 16H10(D22) xen vào phân tử R1 để tạo thành cấu trúc bánh kẹp R1/D 22/R1 Cấu trúc bánh kẹp R1/D22/R1 hy vọng có cấu trúc sắt từ Đúng mong đợi, kết tính tốn chúng tơi cho thấy, tương tác trao đổi cấu trúc R1/D 22/R1làtương tác sắt từ với tham số tương tác trao đổi hiệu dụng J/kB = 23 K Để làm sáng tỏ chế tương tác trao đổi khám phá phương pháp điều khiển tương tác trao đổi cấu trúc bánh kẹp thiết kế hệ cấu trúc bánh kẹp dựa R1/D 22/R1 việc thay phân tử phi từ D 22 phân tử phi từ có kích thước tăng dần C 22H12 (D23), C28H14 (D24), C34H16 (D25), C40H18 (D26), C46H20 (D27), C52H22 (D28), C58H24 (D29), C64H26 (D210) Bằng cách tiếp cận này, cấu trúc bánh kẹp R1/D 2m/R1 với m = 210 thiết kế Kết tính tốn chúng tơi cho thấy chế tương tác trao đổi cấu trúc bánh kẹp chuyển điện tử phân tử từ tính phân tử phi từ Càng có nhiều điện tử chuyển tử phân tử từ tính sang phân tử phi từ tương tác sắt từ cấu trúc bánh kẹpcàng mạnh Những kết góp phần định hướng cho việc thiết kế chế tạo vật liệu từ dựa bon Chương GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU DỰA TRÊN CÁC BON Vật liệu từđóng vai trị quan trọng phát triển xã hội đại, khoa học, công nghệ, tạo ngành cơng nghiệp nhiều tỷ la năm.Trong phát triển ngành công nghệ điện tử gắn liền với thách thức “Làm để thu gọn kích thước linh kiện thiết bị điện tử đẩy nhanh tốc độ xử lý chúng nữa?” Thách thức đòi hỏi đột phá mặt cơng nghệ tìm vật liệu mới.Trong năm gần đây, giới chứng kiến bùng nổ khoa học công nghệ vật liệu Các linh kiện thiết bị điện tử trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn, thân thiện với mơi trường Vật liệu từ đóng vai trò quan trọng cho việc phát triển thiết bị điện tử Vật liệu từ truyền thống thường tạo thành dựa cáckim loại chuyển tiếp, đất hợp kim chúng.Tuy nhiên, dị hướng từ vật liệu từ tính cổ điển biến kích thước giảm xuống vài nm hiệu ứng siêu thuận từ.Gần đây, nhà khoa học tìm thấy vật liệu từ tính hình thành từ nguyên tố phi từ Điều làm cho nhà khoa học sửng sốt từ tính chúng hình thành điện tử s p, khơng có tham gia trạng thái d f, chúng gọi 0 vật liệu từ d Trong thực nghiệm nhiều hệ thống vật liệu từ d tìm thấy,có thể dạng oxit nitrit, ví dụ: CaO, HfO 2, TiO2, ZnO2, BN, GaN Đặc biệt nữa, từ tính hình thành nhiều phân tử chứa nguyên tố nhẹ C, O, N H Điều mang lại kiến thức vật liệu từ hệ Trong nguyên tố hữu bon nguyên tố đáng ý nhiều lý do.Cácbon khơng biết đến nguyên tố sống mà ngày có nhiều loại vật liệu tiên tiến với cấu trúc tính đặc biệt làm từ cácbon.Từ vật liệu dạng ống nanơ (carbon nanotubes), dạng hình cầu nanô (fullerences), dạng nanô đơn lớp (graphene) nanơ dạng đa lớp (graphite)…Cấu trúc hình học số vật liệu dựa bon biểu diễn Hình 1.1 Hình 1.1: Một số dạng vật liệu dựa cacbon Hình 1.1 cho thấy nano graphene xem đơn vị cấu trúc để tạo thành dạng thù hình khác bon nhẹ ống nano bon, hình cầu nano bon…Khơng có vậy, từ cácbon chế tạo vật liệu từ hệ mới, vật liệu từ không chứa kim loại (metal-free magnetic materials) [57,22,24,27,31,33,38] Việc phát vật liệu từ không chứa kim loại làm từ cácbon mở lĩnh vực nghiên cứu hứa hẹn lại mang đến đột phá nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ [22,31] Trong tương lai không xa, quen thuộc với nam châm linh kiện điện tử nhẹ, dẻo, thân thiện với môi trường mà giá thành lại thấp Bảng 4.3 Một số thông số đặ t ơn t tra đ phân tử phi từ (n), lự đ ện tử phân tử phi từ (Ea) v Stacks R1/D22/R1 R1/D23/R1 R1/D24/R1 R1/D25/R1 R1/D26/R1 R1/D27/R1 R1/D28/R1 R1/D29/R1 R1/D210/R1 Kết tính tốn chúng tơi cho thấy giá trị J/kB bánh kẹp có xu hướng tăng dần từ 23K (D 22) đến giá trị lớn 1191K (D 210) m tăng dần từ – 10 Kết làm nảy sinh câu hỏi yếu tố định cường độ tương tác trao đổi J cấu trúc bánh kẹp Để làm sáng tỏ điều tiến hành nghiên cứu tương quan số tương tác trao đổi với số thông số hình học điện tử đặc trưng cấu trúc bánh kẹp 4.4 Tƣơng quan J d Trước hết x t cấu trúc hình học,khi tăng dần số lượng vịng benzene lên khoảng cách phân tử từ tính (d) khoảng cách phân từ tính 39 phân tử phi từ (d/2) giảm dần Sự giảm khoảng cách phân tử làm tăng phủ lấp lai hóa đám mây điện tử chúng làm tăng cường độ tương tác trao đổi cấu trúc bánh kẹp, thể hình Hình 4.5 Hình 4.5: Mố t n qua n ữa t ơn t p ân tử từ t n 4.5 tr đ ệu dụn Jv a d ệ R1/D2m/R1 ản ữa Tƣơng quan J n Để làm sáng tỏ mối tương quan chuyển điện tích phân tử tương tác trao đổi stacks chúng tơi tiến hành tính tốn điện tích phân tử nghịch từ (n) stacks Kết cho thấy n âm stacks, liệt kê Bảng 4.3, điều có nghĩa điện tích chuyển từ phân tử từ tính sang phân tử phi từ Nhìn vào mối tương quan J n Hình 4.6 ta thấy n âm hay tương tác trao đổi mạnh 40 Hình 4.6: Mố t ơn quan t 4.6 ữa t ơn t p ân tử p tra đ ệu dụn J / B (K) v đ ện từ (n) Tƣơng quan J Ea Như đề cập phần trên, ta thấy số tương tác trao đổi (J) tăng lên phân tử phi từ có nhiều nguyên tử C nguyên tử H Để làm sáng tỏ điều tiến hành nghiên cứu mối tương quan J lực điện tử (Ea) phân tử phi từ Kết tính tốn chúng tơi cho thấy Ea lớn J mạnh, thể Hình 4.7 Sau nghiên cứu mối tương quan số tương tác trao đổi với số thông số hình học điện tử đặc trưng cấu trúc bánh kẹp ta thấy điều thú vị n âm J mạnh Như biết n phụ thuộc vào lực điện tử phân tử phi từ (Ea) Kết tính tốn chúng tơi cho thấy Ea lớn n lớn J mạnh, Bảng 4.3 Kết có 41 nhiều điện tử chuyển từ phân tử có từ tính sang phân tử phi từ, tương tác trao đổi stacks mạnh Hay hướng chuyển điện tích stacks đóng vai trò cốt yếu tương tác trao đổi stacks Hình 4.7: M ố t n qua n đ ện tử 4.7 ữa t ơn t p ân tử p tra ệu dụn J/ B (K) v lự đ từ (Ea) Đánh giá độ bền stacks Để đánh giá độ bền stacks, lượng hình thành stacks từ phân tử thành phần xác định theo công thức, Ef = Estack – (2Eradical + Ediamagnetic_molecule) Estack, Eradical, Ediamagnetic_molecule tương ứng tổng lượng stack, phân tử từ tính, phân tử phi từ Kết tính tốn liệt kê Bảng 4.3 Năng lượng hình thành stacks nằm khoảng từ –2,05 eV đến –1,08 eV Chú ý 42 1eV tương ứng với nhiệt độ khoảng 10 K Những kết stacks thiết kế nghiên cứu dự đoán bền nhiệt độ phòng 4.8 Một vài đ nh hƣớng cho việc thiết kế vật liệu từ dựa bon Các đơn phân tử xem xét có mơmen từ 1μ B Tuy nhiên, kết hợp chúng thành dạng dimer mơmen từ tổng cộng bị triệt tiêu tương tác phản sắt từ phân tử từ tính Để tránh tương tác phản sắt từ phân tử từ tính phủ lấp trực tiếp trạng thái π chúng, cấu trúc dạng stacks phân tử từ tính xen phân tử phi từ thiết kế mơ hình Hình 4.8, với thiết kế ta có mơmen từ tổng cộng lớn Hình 4.8 Mơ hình cấu trúc bánh kẹp Các kết tính tốn tơi việc tăng kích thước phân tử phi từ làm thay đổi tham số tương tác trao đổi, Bảng 4.3 Các giá trị bảng việc thay đổi cấu hình phối tử phân tử phi từ làm giảm khoảng cách phân tử, làm tăng phủ lấp lai hóa đám mây điện tử chúng vậysự chuyển điện tử từ phân tử có từ tính tới phân tử phi từ tăng làm ∆n lớn J mạnh Kết đưa gợi ý sử dụng phân tử phi từ dạng nano graphene có lực điện tử lớn kết hợp với phân tử từ tính tạo cấu trúc bánh kẹp (stack) gồm nhiều lớp phân tử có tương tác sắt từ mạnh mơmen từ lớn 43 Chương KẾT LUẬN Trong luận văn này, dựa lý thuyết DFT, số dạng vật liệu từ dựa bon thiết kế nghiên cứu, bao gồm: đơn phân tử từ tính C 13H9 (R1), dạng cặp phân tử [R1]2, dạngbánh kẹp R1/D22/R1 Ngoài ra, để làm rõ chế tương tác trao đổi khám phá phương pháp điều khiển tính chất từ loại vật liệu hệ vật liệu từ với cấu trúc dạng bánh kẹpR1/D 2m/R1(với m = 210, D2m = C6m 4H2m 6) thiết kế nghiên cứu Kết nghiên cứu cho thấy phân tử R1 có tổng spin S = 1/2 Tuy nhiên chúng kết cặp với để tạo thành dạng dimer [R1] mômen từ tổng cộng dimers liên kết phản sắt từ phân tử Để tránh tương tác phản sắt từ cấu trúc dạng bánh kẹpbao gồm phân tử phi từ xen hai phân tử từ tính R1 thiết kế Kết tính tốn chúng tơi khẳng định tạo vật liệu sắt từ dựa bon dạng bánh kẹp Hơn kết chúng tơi cịn cho thấy rằng: - Tương tác trao đổi cấu trúc bánh kẹp định chuyển điện tử phân tử từ tính phân tử phi từ; - Càng có nhiều điện tử chuyển từ phân tử từ tính sang phân tử phi từ tính sắt từ cấu trúc bánh kẹpcàng mạnh; - Sự chuyển điện tử từ phân tử từ tính sang phân tử phi từ tương tác sắt từ phân tử từ tính điều khiển lực điện tử phân tử phi từ kẹp giữa; Các kết góp phần định hướng cho việc thiết kế chế tạo vật liệu từ dựa bon có từ độ lớn nhiệt độ trật tự từ cao 44 CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN  Lê Hữu Nguyễn Dương Qu nh Trang, Nguyễn Văn Thành, Tạ Thị Oanh, Phước, Nguyễn Anh Tuấn, Từ tính số vật liệu dựa bon, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 52 (3B) (2014) 97-103  Nguyen Anh Tuan, Nguyen Van Thanh, Nguyen Duong Quynh Trang, Nguyen Thi Phuong Thao, Le Thi Phuong Thao, Tran Thi Trang, Pham Thi Tuan Anh, Do Viet Thang, Dam Hieu Chi, Study on Exchange Coupling in Serveral Carbon-based Magnetic Materials, The 7th International Workshop on ADVANCED MATERIALS SCIENCE AND NANOTECHNOLOGY, Ha Long City, Vietnam, 2-6 November, 2014 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng anh Born M., Blinder S M (1927), “Annalen der physic”, Physik, 84, pp 457-484 Brack M (1985), Semiclassical description of nuclear bulk properties In Density-Functional Methods in Physics, New York: Plenum, pp 331-379 Dirac P A M (1930), “Note on exchange phenomena in the Thomas- Fermi atom”, Proc Cambridge Phil Soc, 26, pp 376-385 Delley B (1990),“An all‐electron numerical method for solving the local density functional for polyatomic molecules”, J Chem Phys., vol 92, pp 508-517 Esquinazi P., Setzer A., Höhne R., Semmelhack C., Kopelevich Y., Spemann D., Butz T., Kohlstrunk B., Lösche M (2002), “Ferromagnetism in oriented graphite samples”, Phys Rev B, vol 66, pp 024429-024438 Esquinazi P., et al.(2003), Phys Rev Lett 91, 227201 Enoki T and Takai K (2009), “The edge state of nanographene and the magnetism of the edge-state spins”, Solid State Commun., vol 149, pp 11441150 Fermi E (1927), “Un metodo statistice per la determinazione di alcune proprieta dell'atomo”, Rend Accad Lincei, 6, pp 602-607 Fermi E (1928b), “Sulla deduzione statistica di alcune proprieta dell'atomo, Applicazione alia teoria del systema periodico degli elementi”, Rend Accad Lincei, 7, pp 342-346 10 Fermi E (1928a), “A statistical method for the determination of some atomic properties and the application of this method to the theory of the periodic system of elements”, Rend Z Phys, 48, pp 73-79 46 11 Fiolhais C., Nogueira F., Marques M (2003), A Primer in Density Functional Theory, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 12 Fock V A (1930), Z Phys, 61, pp 126 13 Grimme S (2004), “Accurate Description of van der Waals Complexes by Density Functional Theory Including Empirical Corrections,” J Comput Chem., vol 25, pp 1463–1473 14 Gombas P (1949), Die statistischen Theorie des Atomes und Ihre Anwendungen Wein, Springer-Verlag 15 Gross E K U., and Dreizler R M (1979), “Thomas-Fermi approach to diatomic systems I Solution of the Thomas-Fermi and Thomas-Fermi-DiracWeizsäcker equations”, Phys Rev A, 20, pp 1798-1807 16 Hartree D R (1928), Proc Camb Phil Soc, 24, pp 328 17 Hohenberg P., Kohn W (1964), “Inhomogeneous Electron Gas”, Phys Rev, 136, pp B864-B871 18 Ivanova A., Baumgarten M., Karabunarliev S and Tyutyulkov N (2003), “Design of ferromagnetic alternating stacks of neutral and ionradical hydrocarbons”, Phys Chem Chem Phys., vol 5, pp 4932–4937 19 Koutentis P A., Haddon R C., Oakley R T., Cordes A W and Brock C P.( 2001), “Perchlorophenalenyl radical, C13Cl9: a modulated structure with nine threefold-symmetric molecules in the asymmetric unit”, Acta Cryst., vol B57, pp 680–691 Kohn W., Sham L J (1965), Phys Rev, “Self-Consistent Equations Including 20 Exchange and Correlation Effects”, 140, pp A1133-1138 21 Levy M., Perdew J P., and Sahni V (1984), “Exact differential equation for the density and ionization energy of a many-particle system”, Phys Rev A, 30, pp 2745-2748 47 Lieb E H (1981), “Thomas-fermi and related theories of atoms and molecules”, 22 Rev Mod Phys, 53, pp 603-641 23 Makarova T., Palacio F (2006), “CARBON-BASED MAGNETISM: An Overview of the Magnetism of Metal Free Carbon-Based Compounds and Materials”, Elsevier, Amsterdam 24 Mulliken R S (1955), “Electronic Population Analysis on LCAO–MO Molecular Wave Functions I”, J Chem Phys., vol 23, pp 1833-1840 Mulliken R S (1955), “Electronic Population Analysis on LCAO–MO Molecular Wave Functions II Overlap Populations, Bond Orders, and Covalent Bond Energies”, J Chem Phys., vol 23, pp 1841-1846 25 Ohldag H., Tyliszczak T., Höhne R., Spemann D., Esquinazi P., Ungureanu M., and Butz T (2007), “π-Electron Ferromagnetism in Metal-Free Carbon Probed by Soft X-Ray Dichroism”, Phys Rev Lett., vol 98, pp 187204-187207 26 Parr R G., Yang W (1989), Density-Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, Oxford 27 Perdew J P., Burke K and Ernzerhof M (1996), “Generalized Gradient Approximation Made Simple”, Phys Rev Lett., vol 77, pp 38653868 28 Rode A V., Gamaly E G., Christy A G., Fitz Gerald J G., Hyde S T., Elliman R G., Luther-Davies B., Veinger A I., Androulakis J., and Giapintzakis J (2004), “Unconventional magnetism in all-carbon nanofoam”, Phys Rev B, vol 70, pp 054407-054415 29 Roos B O., and Taylor P R (1980), “A complete active space SCF method (CASSCF) using a density matrix formulated super-CI approach”, Chem Phys, 48(2), pp 157-173 Roothaan C C J (1951), “New Developments in Molecular Orbital Theory”, 30 Rev Mod Phys, 23(2), pp 69-89 48 31 Springborg M (1997), Density-Functional Methods in Chemistry and Materials Science, JOHN WILEY & SONS 32 Saha S K., Baskey M., Majumdar D (2010), “Graphene Quantum Sheets: A New Material for Spintronic Applications”, Adv Mater., vol 22, pp 5531-5536 33 Szabo A., and Ostlund N S (1996), Modern Quantum Chemistry, Dover 34 Talapatra S., Ganesan P G., Kim T., Vajtai R., Huang M., Shima M., Ramanath G., Srivastava D., Deevi S C., and Ajayan P M (2005), “IrradiationInduced Magnetism in Carbon Nanostructures”, Phys Rev Lett., vol.95, pp.097201097204 35 Takano Y., Taniguchi T., Isobe H., Kubo T., Morita Y., Yamamoto K., etc (2002), “Hybrid Density Functional Theory Studies on the Magnetic Interactions and the Weak Covalent Bonding for the Phenalenyl Radical Dimeric Pair,” J Am Chem Soc., vol 124, pp 11122–11130 36 Thomas L H (1975), “The calculation of atomic fields”, Proc Camb Phil Soc, 23, pp 542-548 Ukai T., Nakata K., Yamanaka S., Kubo T., Morita Y., Takada T., Yamaguchi 37 K (2007), “CASCI-DFT study of the phenalenyl radical system,” Polyhedron, vol 26, pp 2313–2319 38 Weizsacker C F (1935), “Zur theorie dier kernmassen”, Z Phys, 96, pp 431-458 39 Xia H., Li W., Song Y., Yang X., Liu X., Zhao M., Xia Y., Song C., Wang T., Zhu D., Gong J., Zhu Z (2008), “Tunable Magnetism in Carbon-IonImplanted Highly Oriented Pyrolytic Graphite”, Adv Mater., vol 20, pp 46794683 40 Yang W., Parr R G., Lee C (1986), “Various functionals for the kinetic energy density of an atom or molecule”, Phys Rev A, 34(6), pp 4586-4590 41 Yonei K (1971), “An extended Thosmas-Fermi-Dirac theory for diatomic molecule”, J Phys Soc Jpn, 31, pp 882-894 49 ... xa vật liệu từ dựa bon vấn đề cốt yếu để phát triển loại vật liệu Một số lượng lớn cơng trình nghiên cứu tính sắt từ vật liệu từ dựa bon công bố [57,22,27,31,33,38] Từ năm 2000, vật liệu từ dựa. .. vật liệu từ hệ Trong nguyên tố hữu bon nguyên tố đáng ý nhiều lý do.Cácbon khơng biết đến nguyên tố sống mà ngày có nhiều loại vật liệu tiên tiến với cấu trúc tính đặc biệt làm từ cácbon .Từ vật. .. nghệ[23,32] Trong nghiên cứu lý thuyết, có vài mơ hình vật liệu từ dựa bon đề xuất, vật liệu dựa graphene graphite [39], vật liệu có cấu trúc dạng bánh kẹp (sandwich) So sánh với mơ hình dựa graphene