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The geometry, electronic and magnetic properties of Zr n Ni (n = 2-14) clusters: A first-principles jointed particle-swarm-optimization investigation

粒子群优化 材料科学 粒子(生态学) 几何学 凝聚态物理 物理 统计物理学 计算机科学 数学 算法 地质学 海洋学
作者
Yan Du,Yizhi Wang,Xu Ji,X.Y. Cui,Haiming Duan,Haibin Cao,Qun Jing
出处
期刊:Physica Scripta [IOP Publishing]
卷期号:99 (3): 035956-035956 被引量:1
标识
DOI:10.1088/1402-4896/ad28e6
摘要

Abstract Zirconium-nickel binary alloys and metal glass have superior performance like ultrahigh fracture strength, good toughness. In this paper, the structures of small-sized Zr n Ni (n = 2–14) clusters have been searched using the particle swarm algorithm in combination with density-functional theory (DFT). The geometrical configuration tends to form a three-dimensional structure as the number of atoms in the cluster increases. By calculating the average binding energy per atom, second-order difference of energy, and dissociation energy of Zr n Ni (n = 2–14) clusters, it is demonstrated that Zr n Ni (n = 7, 12) clusters are more stable than their neighbors, and can be used as a candidate structure for magic number clusters. The electron localization function (ELF) calculations reveal those metallic bonds of Zr-Ni and Zr-Zr atoms. The Adaptive natural density partitioning results show that there are 20 three-center and 7 seven-center two-electron orbitals which make the quenching of magnetic moments of Zr 12 Ni atoms.
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