《表1 团簇Ti3Al3二、四重态优化构型s、p、d轨道成单电子数》

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《团簇Ti_3Al_3的磁性及自旋密度研究》

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在3d过渡金属（如Fe、Co、Ti等电子排布时最后一个电子排在3d轨道上的原子）及合金中，由于轨道冻结，它的磁矩仅依赖于自旋磁矩。像电子、质子一类的基本粒子会因自旋而产生自旋磁矩，磁矩的方向与粒子的自旋方向相同。因此想要研究团簇Ti3Al3的磁学性质，首先要研究各原子不同轨道上的电子成单情况。根据自旋多重度的定义，二重态有1个成单电子、四重态有3个成单电子，因此团簇Ti3Al3的优化构型中二、四重态共9种构型均有磁性。表1表示了s、p、d轨道上的成单电子数。对于成单电子，根据其自旋方向可以划分为自旋向上的α电子（用正值表示）和自旋向下的β电子（用负值表示）。首先从整体分析各优化构型的s、p、d轨道，其中构型2(4）、3(4）、4(4）、4(2）的数据全为正值，说明上述构型的s、p、d轨道均净剩了自旋向上的α电子，其余构型1(4）、1(2）、2(2）、3(2）、5(2）的数据有正有负，说明其s、p、d轨道上既有自旋向上的α电子也有自旋向下的β电子。再者，比较表中数值的大小发现，相较于s、p轨道来说，9个构型都是d轨道上的成单电子最多，p轨道为次，s轨道最少。因为α电子是磁性主要贡献者，β电子对磁性有削弱作用，但二者加和发现团簇Ti3Al3二、四重态构型磁性的起到主要作用的是d轨道，其次是p轨道。在正常情况下因为电子尽可能占据能量最低的轨道，所以s层轨道都是被成对电子占据，但由表中数据可知还存在少量成单电子，据此推测可能是团簇Ti3Al3不同原子间相互影响，使得电子发生交换。