Magnetic properties of complexes of iron with fullerene

Abstract

Полуэмпирическим методом PM3 и методом теории функционала электронной плотности B3LYP/SDD рассчитаны димеры железа с мультиплетностями 1, 3 и 5. Выполнено компьютерное моделирование с помощью метода B3LYP/SDD молекулы фуллерена C60 с мультиплетностью 1 и эндоэдральных комплексов Fe2@C60 с мультиплетностями 1 и 3. Проведена оптимизация геометрии всех рассматриваемых структур. Рассчитаны межатомные расстояния, частоты валентных колебаний, заряды по Малликену и спиновые заселённости. Установлено, что процесс образования эндоэдрального комплекса фуллерена с димером железа в большинстве случаев является процессом энергетически невыгодным, а магнитные свойства эндокомплекса с мультиплетностью 3 незначительно изменяются по сравнению с магнитными свойствами свободного димера с той же мультиплетностью.

Using the semi-empirical method PM3 and the density functional theory method B3LYP/SDD iron dimers with multiplicities 1, 3 and 5 were studied. Using the B3LYP/SDD method the computer modeling of the fullerene molecule C60 with multiplicity 1 and endohedral metallofullerenes Fe2@C60 multiplicities 1 and 3 was performed. The geometry optimization of all considered structures was carried out. Interatomic distances, vibration frequencies, Mulliken charges and spin densities were calculated. It is found that the process of formation of the endohedral metallofullerene with the iron dimer inside is energetically unfavorable in most cases, and that the magnetic properties of endohedral metallofullerene with multiplicity 3 change insignificantly compared to the magnetic properties of the iron dimer with the same multiplicity.