Luận văn Ảnh hưởng của ái lực điện tử đối với tương tác trao đổi trong vật liệu từ dựa trên các bon

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lƣu Thị Hậu ẢNH HƢỞNG CỦA ÁI LỰC ĐIỆN TỬ ĐỐI VỚI TƢƠNG TÁC TRAO ĐỔI TRONG VẬT LIỆU TỪ DỰA TRÊN CÁC BON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HàNội- 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lƣu Thị Hậu ẢNH HƢỞNG CỦA ÁI LỰC ĐIỆN TỬ ĐỐI VỚI TƢƠNG TÁC TRAO ĐỔI TRONG VẬT LIỆU TỪ DỰA TRÊN CÁC BON Chuyên ngành: Vật Lý Nhiệt Mã số: Đào tạo thử nghiệm Ngƣời hƣớng dẫn PGS. TS. Nguyễn Anh Tuấn GS. TS. Nguyễn Huy Sinh HàNội - 2016 MỤC LỤC Các ký hiệu và từ viết tắti Danh mục hình vẽ .............ii Danh mục bảng biểu.iv MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 4 Chƣơng 1: Giới thiệu ......................................................................................................... 8 Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu ............................. Error! Bookmark not defined. 2.1. Giới thiệu về lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) . Error! Bookmark not defined. 2.2. Các phiếm hàm năng lượng tương quan trao đổi trong DMol3 18 2.3. Hệ hàm cơ sở...20 2.2. Phương pháp tính toán .......................................... Error! Bookmark not defined. Chƣơng 3: Tính chất từ của một số vật liệu từ dựa trên các bon dạng đơn phân tử, dặng cặp phân tử và dạng bánh kẹp .............................. Error! Bookmark not defined. 3.1. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của đơn phân tử C13H9 (R1) .................................................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.1. Cấu trúc hình học của đơn phân tử R1 ............. Error! Bookmark not defined. 3.1.2. Cấu trúc điện tử và tính chất từ của đơn phân tử C13H9 (R1) Error! Bookmark not defined. 3.2. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của cặp phân tử [R1]2 Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Cấu trúc hình học của cặp phân tử [R1]2 ......... Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Cấu trúc điện tử và tính chất từ của cặp phân tử [R1]2 .. Error! Bookmark not defined. 3.3. Cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của vật liệu dạng bánh kẹp R1/D33/R1 ........................................................................ Error! Bookmark not defined. 3.3.1. Cấu trúc hình học của vật liệu dạng bánh kẹp R1/D33/R1 .. Error! Bookmark not defined. 3.3.2. Cấu trúc điện tử và tính chất từ của vật liệu dạng bánh kẹp R1/D33/R1 . Error! Bookmark not defined. Chƣơng 4: Ảnh hƣởng của ái lực điện tử đối với tƣơng tác trao đổi trong các vật liệu dạng bánh kẹp .................................................................. Error! Bookmark not defined. 4.1. Mô hình của các vật liệu bánh kẹp R1/D3m/R1 . Error! Bookmark not defined. 4.2. Cấu trúc hình học của vật liệu dạng bánh kẹp R1/D3m/R1Error! Bookmark not defined. 4.3. Cấu trúc điện tử và tính chất từ của các vật liệu bánh kẹp R1/D3m/R1 .... Error! Bookmark not defined. 4.4. Tương quan giữa J và d ...................................... Error! Bookmark not defined. 4.5. Tương quan giữa J và n ................................... Error! Bookmark not defined. 4.6. Tương quan giữa J và Ea .................................... Error! Bookmark not defined. 4.7. Đánh giá độ bền của các cấu trúc bánh kẹp ...... Error! Bookmark not defined. 4.8. Một vài định hướng cho việc thiết kế vật liệu từ dựa trên các bon ........... Error! Bookmark not defined. KẾT LUẬN.. 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 15 Công trình công bố liên quan đến nội dung của luận văn45 MỞ ĐẦU Trong tự nhiên có rất nhiều hiện tượng vật lý, địa lý, sinh học và hoá học vô cùng thú vị liên quan tới tính chất từ. Vật liệu từ đóng Với sự phát triển nhanh của khoa học đặc biệt các lĩnh vực khoa học liên ngành.Nhiều vật liệu mới đã được khám phá ra và được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau. Các vật liệu được cấu tạo từ các nguyên tố hữu cơ phổ biến như cácbon, oxi, lưu huỳnh, nitơ, hiđrôhình thành nên một lớp vật liệu hữu cơ mới biểu hiện nhiều tính chất cơ, quang, nhiệt và điện lại có tính ưu việt như nhẹ, mềm dẻo và có thể thiết kế được cấu trúc. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu để có thể tìm ra những vật liệu từ có nhiều đặc tính thú vị như nhẹ, dẻo, thân thiện với môi trường Các bon là một nguyên tố vô cùng thú vị trong bảng hệ thống tuần hoàn. Nó được tìm thấy trong nhiều pha vật chất, trong cơ thể sống và các dạng hình thù khác nhau như than chì và kim cương đã được biết từ xa xưa. Gần đây, các ống nanô các bon (carbon nanotubes) và các quả cầu nanô C60 (fullerences) đã được khám phá thể hiện nhiều tính chất ưu việt. Trong những năm gần đây, các vật liệu từ không chứa kim loại dựa trên các hợp chất của các bon đã được phát hiện, nghiên cứu và phát triển. Vật liệu từ phi kim loại nhẹ hơn rất nhiều so với các loại vật liệu từ truyền thống và hoàn toàn thân thiện với môi trường. Việc phát hiện ra các vật liệu từ không chứa kim loại được làm từ các bon mở ra một lĩnh vực mới trong nghiên cứu và hứa hẹn sẽ lại mang đến những đột phá trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ [1]. Từ những năm 2000, vật liệu từ dựa trên các bon có tương tác sắt từ tại nhiệt độ phòng đã được phát hiện [1]. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về các vật liệu dựa trên các bon có tính sắt từ tại nhiệt độ phòng vẫn chỉ mang tính tình cờ, khó lặp lại [1]. Hơn thế nữa, những kết quả nghiên cứu thu được đến nay cho thấy từ độ bão hòa của lớp vật liệu này thường nhỏ MS 0,1 – 1 emu/g [1]. Mới chỉ có một công bố về vật liệu từ dựa trên graphit có mômen từ bão hòa đạt đến giá trị MS = 9,3 emu/g. Thách thức đạt ra đối với các nhà khoa học là làm thế nào để tạo ra được các vật liệu từ dựa trên các bon với tương tác sắt từ tại nhiệt độ cao và có từ độ lớn. Nghiên cứu về cơ chế hình thành mômen từ định xứ và tương tác từ trong các vật liệu từ dựa trên các bon là vấn đề cốt yếu để phát triển loại vật liệu này. Chúng tôi đã tập trung nghiên cứu cơ chế tương tác của một số hệ vật liệu từ các bon đặc biệt dạng nanô graphen, cũng như mối tương tác giữa tương tác trao đổi với một số đại lương đặc trưng như sự chuyển điện tích, ái lực điện tử nhằm góp phần định hướng cho việc thiết kế và chế tạo các vật liệu từ thế hệ mới với tính chất từ mong muốn. [2,3,4]. Trong nghiên cứu lý thuyết, có một vài mô hình vật liệu từ dựa trên các bon đã được đề xuất, đó là các vật liệu dựa trên graphen và graphit [5], và các vật liệu có cấu trúc dạng bánh kẹp (sandwich). So sánh với mô hình dựa trên graphen và graphit, các mô hình vật liệu có cấu trúc bánh kẹp thể hiện được nhiều ưu điểm hơn để thiết kế các vật liệu sắt từ dựa trên các bon. Để có cái nhìn sâu sắc về vật liệu dạng bánh kẹp, nhóm chúng tôi đã tiến hành thiết kế và nghiên cứu nhiều hệ vật liệu dạng bánh kẹp khác nhau. Chúng tôi tiến hành thay đổi đồng thời các phân tử từ tính và kích thước của phân tử phi từ xen giữa. Bằng cách này chúng tôi thấy rằng, tương tác sắt từ trong các cấu trúc bánh kẹp bị ảnh hưởng bởi kích thước của phân tử phi từ và chiều chuyển điện tích giữa các phân tử phi từ và từ tính trong phân tử [4]. Một hướng nghiên cứu khác chúng tôi đã thực hiện đó là giữ nguyên phân tử phi từ và thay đổi phối tử (thay nguyên tử Hiđrô trong phân tử C13H9 bằng các nguyên tử hoặc phân tử khác) của phân tử từ tính, kết quả thu được cho thấy tương tác sắt từ trong hệ vật liệu này tăng lên khi sử dụng các phối tử có ái lực điện tử nhỏ, ngược lại tương tác phản sắt từ tăng lên khi sử dụng các phối tử có ái lực điện tử lớn hơn [3]. Một trong những hướng nghiên cứu khác nhóm đã tiến hành và thu được kết quả như mong muốn đó là giữ nguyên phân tử từ tính và thay đổi kích thước phân tử phi từ, qua nghiên cứu hệ vật liệu dạng R4/D2m/R4 (với R4 = C31H15, D2m = C2(2m + m + 2)H2(m+3) và m = 3 – 10) chúng tôi thấy rằng tương tác sắt từ trong các bánh kẹp được tăng cường khi điện tử chuyển từ phân tử R4 sang phân tử D2m, trong khi điện tử chuyển từ phân tử D2m sang phân tử R4 lại làm tương tác sắt từ yếu đi. [2] Kế thừa các kết quả nhóm đã đạt được và để tiếp tục tìm hiểu về cơ chế tương tác trao đổi và tìm hiểu phương pháp điều khiển tương tác trao đổi trong cấu trúc bánh kẹp, trong luận văn này, dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của đơn phân tử C13H9 (R1) đã được chúng tôi thiết kế và nghiên cứu. Phân tử R1 có 9 nguyên tử H do đó có tổng spin bằng S = 1/2. Tuy nhiên khi chúng kết hợp với nhau để tạo thành dạng cặp phân tử [R1]2 thì mômen từ tổng cộng của cặp phân tử bằng 0 do liên kết phản sắt từ giữa các phân tử. Nguồn gốc của tương tác phản sắt từ ở dạng cặp phân tử là do sự phủ lấp trực tiếp giữa các trạng thái π của các phân tử R1. Để tránh sự phủ lấp giữa các trạng thái π của phân tử R1, một phân tử phi từ C30H14 (D33) đã được xen vào giữa các phân tử R1 để tạo thành cấu trúc bánh kẹp R1/D33/R1. Cấu trúc bánh kẹp R1/D33/R1 được hy vọng là sẽ có cấu trúc sắt từ. Đúng như mong đợi, kết quả tính toán của chúng tôi cho thấy, tương tác trao đổi trong cấu trúc R1/D33/R1 là tương tác sắt từ với tham số tương tác trao đổi hiệu dụng J/kB = 10 K. Hơn nữa, hệ các cấu trúc bánh kẹp dựa trên R1/D33/R1 bởi việc thay thế phân tử phi từ D33 bằng các phân tử phi từ có kích thước tăng dần C38H16 (D34), C46H18 (D35), C54H20 (D36), C62H22 (D37) đã được thiết kế nghiên cứu. Kết quả tính toán của chúng tôi cho thấy cơ chế của tương tác trao đổi trong các cấu trúc bánh kẹp là do sự chuyển điện tử giữa phân tử từ tính và phân tử phi từ. Hơn thế nữa, kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng chỉ ra rằng lượng điện tử chuyển từ phân tử từ tính sang phân tử phi từ phụ thuộc vào ái lực điện tử của phân tử phi từ. Phân tử phi từ có ái lực điện tử càng lớn thì càng có nhiều điện tử chuyển từ phân tử từ tính sang phân tử phi từ và do vậy làm tăng cường độ trao đổi sắt từ trong các cấu trúc bánh kẹp. Những kết quả này góp phần định hướng cho việc thiết kế và chế tạo các vật liệu từ mới dựa trên các bon. Luận văn được bố cục như sau:  Phần mở đầu  Chương 1: Giới thiệu  Chương 2: Phương pháp nghiên cứu  Chương 3: Tính chất từ của một số vật liệu từ dựa trên các bon dạng đơn phân tử, dặng cặp phân tử và dạng bánh kẹp.  Chương 4: Ảnh hưởng của ái lực điện tử đối với tương tác trao đổi trong các vật liệu dạng bánh kẹp.  Phần Kết luận Chƣơng 1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU DỰA TRÊN CÁC BON Cùng với sự phát triển của xã hội vật liệu từ ngày càng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống, khoa học và công nghệ. Trong các ngành công nghiệp, vật liệu từ chiếm thị phần hàng chục tỷ đô la mỗi năm. Ngày nay, sự phát triển của các ngành công nghệ điện tử gắn liền với thách thức “Làm sao để có thể đẩy nhanh tốc độ xử lý và thu gọn kích thước của các linh kiện và thiết bị điện tử hơn nữa?” Thách thức này đòi hỏi phải tìm ra các loại vật liệu mới cũng như sự đột phá về mặt công nghệ. Trong thời đại công nghệ hiện nay, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của khoa học và công nghệ vật liệu. Các linh kiện và các thiết bị điện tử ngày càng trở nên nhanh hơn, nhỏ hơn, và thân thiện hơn với môi trường. Vật liệu từ đóng một vai trò quan trọng cho việc phát triển của các thiết bị điện tử thế hệ mới. Hình 1.1. Một số nam châm từ vi mô đến vĩ mô. Vật liệu từ truyền thống trước đây thường được chế tạo dựa trên các kim loại chuyển tiếp, đất hiếm và hợp kim của chúng. Tuy nhiên, dị hướng từ của vật liệu từ truyền thống biến mất khi kích thước giảm xuống một vài nm do hiệu ứng siêu thuận từ. Để khắc phục hạn chế này, một lớp vật liệu mới đã được tìm ra đó là các nam châm phân tử. Đầu tiên các nam châm đơn phân tử (SMMs) đã được tổng hợp [6]. Chúng là các phức chất tồn tại ở dạng phân tử của một số kim loại chuyển tiếp như Mn, Fe với các nguyên tố phi kim như O, N, C, H Mỗi phân tử này kích thước chỉ 1 vài nm, như được minh họa trên Hình 1.1. Mặc dù kích thước nhỏ bé như vậy nhưng chúng có mômen và dị hướng từ đủ lớn, như được minh họa trên Hình 1.2. Sự kết hợp giữa tổng spin lớn (S) với dị hướng từ đơn trục (D) tạo ra tính chất từ trễ của SMMs. Sự kết hợp này tạo ra hàng rào năng lượng (U) ngăn cản sự đảo của mômen từ của SMMs, trong đó U = –DS2 với S nguyên và U = –D(S2 – ¼) với S bán nguyên [7]. Dị hướng từ D của SMMs được đóng góp bởi các dị hướng từ địa phương gây ra bởi các ion kim loại, ví dụ như ion Mn3+ ở trạng thái spin cao. Mỗi phân tử SMMs nhỏ bé như vậy có thể trở thành 1 bít thông tin trong các thiết bị lưu trữ dữ liệu. Với kích thước nhỏ bé và các tính chất vật lý đặc biệt [7], SMMs đã mở ra một lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng mới được gọi là điện tử học spin phân tử (Molecular Spintronics). Hình 1.2. Hàng rào năng lượng đối với sự đảo mô men từ của SMMs. Tiếp theo phải kể đến các vật liệu từ tính được hình thành từ các nguyên tố phi từ. Điều đáng chú ý ở đây là từ tính của chúng được hình thành bởi các điện tử s và p, không có sự tham gia của các trạng thái d và f, chúng được gọi là các vật liệu từ d0. Trong thực nghiệm nhiều hệ thống vật liệu từ d0 đã được tìm thấy, có thể ở dạng oxit hoặc nitrit, ví dụ: CaO, HfO2, TiO2, ZnO2, BN, GaN. Đặc biệt hơn nữa, từ tính cũng có thể hình thành trong nhiều phân tử chỉ chứa các nguyên tố nhẹ như C, O, N và H. Điều này đã mang lại những kiến thức về vật liệu từ thế hệ mới. Trong các nguyên tố hữu cơ thì các bon là nguyên tố đáng chú ý vì nhiều lý do. Các bon không chỉ được biết đến như là nguyên tố của sự sống mà ngày càng có nhiều loại vật liệu tiên tiến với những cấu trúc và tính năng đặc biệt được làm từ các bon. Từ vật liệu dạng ống nanô (carbon nanotubes), dạng hình cầu nanô (fullerences), cho đến dạng tấm nanô đơn lớp (graphen) và nanô dạng tấm đa lớp (graphit)Cấu trúc hình học của một số vật liệu dựa trên các bon được biểu diễn trên Hình 1.3. Hình 1.3. Một số dạng của vật liệu dựa trên các bon Hình 1.3 cho thấy các tấm nanô graphen có thể xem như là các đơn vị cấu trúc để tạo thành các dạng thù hình khác của các bon nhẹ như ống nanô các bon, hình cầu nanô các bon Không chỉ có vậy, từ các bon cũng có thể chế tạo được các vật liệu từ thế hệ mới, vật liệu từ không chứa kim loại (metal-free magnetic materials) [8]. Việc phát hiện ra các vật liệu từ không chứa kim loại được làm từ các bon mở ra một lĩnh vực mới trong nghiên cứu và hứa hẹn sẽ lại mang đến những đột phá trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ [8]. Trong tương lai không xa, chúng ta sẽ quen thuộc với các nam châm và linh kiện điện tử nhẹ, dẻo, thân thiện với môi trường mà giá thành lại thấp. Ngoài những ưu điểm nói trên, vật liệu từ không chứa kim loại cũng đem lại cho chúng ta những sự hiểu biết hoàn toàn mới về nguồn gốc của từ tính cũng như trật tự từ xa trong vật liệu. Trong graphen và tinh thể graphit vốn không có sự tồn tại của các mômen từ định xứ. Chúng được biết đến như là những vật liệu nghịch từ mạnh chỉ sau chất siêu dẫn. Tuy nhiên, sau khi chịu tác dụng của các quá trình cơ, hóa, lý ví dụ như bị chiếu xạ chúng có thể trở thành vật liệu từ với sự hình thành các mômen từ định xứ và trật tự từ xa [8]. Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng trật tự từ xa bên trong các vật liệu này có thể tồn tại ở nhiệt độ trên nhiệt độ phòng [8]. Điều thú vị ở đây là từ tính của chúng được hình thành bởi các điện tử s và p (cấu trúc điện tử của các bon là 1s22s22p2) [8]. Tuy nhiên, sự hiểu biết của chúng ta về cơ chế hình thành mômen từ định xứ và nguồn gốc của trật tự từ xa trong các vật liệu từ các bon còn quá ít [8]. Nghiên cứu về cơ chế hình thành mômen từ định xứ và trật tự từ xa trong các vật liệu từ dựa trên các bon là vấn đề cốt yếu để phát triển loại vật liệu này. Một số lượng lớn các công trình nghiên cứu về tính sắt từ trong các vật liệu từ dựa trên các bon đã được công bố [8]. Nghiên cứu lý thuyết trước đây [9] cho thấy, mô hình vật liệu có cấu trúc bánh kẹp là ứng viên tiềm năng cho việc thiết kế vật liệu từ dựa trên các bon. Việc ghép cặp trực tiếp các phân tử từ tính thường dẫn đến tương tác phản sắt từ giữa chúng, và bởi vậy mômen từ tổng cộng bị triệt tiêu. Do vậy để tránh tương tác phản sắt từ giữa các phân tử từ tính, mô hình bánh kẹp với lớp xen giữa là các vật liệu phi từ đã được đề xuất. Tuy nhiên, trong các nghiên cứu trước [9], khoảng cách giữa các phân tử từ tính và phân tử phi từ được cố định là 3,2 Å và đã bỏ qua sự hồi phục cấu trúc do sự tương tác giữa các phân tử. Do đó, cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử, và tính chất từ của các mô hình được báo cáo trong công trình nghiên cứu [9] khác nhau đáng kể so với kết quả thực nghiệm. Để đảm bảo độ chính xác của kết quả tính toán, các mô hình bánh kẹp mà chúng tôi nghiên cứu đã được tối ưu hóa đầy đủ cấu trúc hình học và đã tính đến cả sự hồi phục của tất cả nguyên tử trong mô hình. Hình 1.4. Giản đồ cấu trúc của mô hình bánh kẹp. Trong luận văn này, chúng tôi giới thiệu một số kết quả nghiên cứu của nhóm chúng tôi về một số vật liệu từ dựa trên các bon. Trước tiên, cấu trúc hình học, cấu trúc điện tử và tính chất từ của đơn phân tử C13H9(R1), được nghiên cứu dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) có tính đến hiệu chỉnh của năng lượng tương tác Van der Waals và cấu trúc hình học được tối ưu hóa. Phân tử R1 có tổng spin bằng S = 1/2. Tuy nhiên khi chúng kết hợp với nhau để tạo thành dạng cặp [R1]2 mômen từ tổng cộng của cặp phân tử bằng 0 do liên kết phản sắt từ giữa các phân tử. Để tránh tương tác phản sắt từ giữa các đơn phân tử do sự phủ lấp trực tiếp giữa các phân tử từ tính, các cấu trúc dạng bánh kẹp của phân tử từ tính R1 với các phân từ phi từ dạng nanô graphen đã được thiết kế, như mô tả trên Hình 1.4. Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã hệ thống hóa các phân tử phi từ thành một số họ phân tử, trong đó một họ phân tử điển hình là Dnm có công thức hóa học là C2(nm+n+m)H2(n+m+1), có cấu trúc phẳng gồm 2(mn+n+m) nguyên tử các bon tạo thành mn vòng thơm với n và m là số vòng benzen theo mỗi chiều và 2(n+m+1) nguyên tử Hydro phân bố tại biên xung quanh. Từ họ phân tử phi từ Dnm chúng ta có thể tạo ra một chuỗi các phân tử phi từ bằng cách thay đổi các thông số n, m. Trong luận văn này, chúng tôi đã cố định thông số n=3 và thay đổi thông số m từ 3 đến 7 để tạo thành một chuỗi các phân tử D3m (m = 3-7). Kết quả tính toán của chúng tôi khẳng định rằng tương tác trao đổi trong các cấu trúc bánh kẹp này là sắt từ. Hơn thế nữa, bản chất của tương tác trao đổi trong các cấu trúc bánh kẹp cũng được làm sáng tỏ. Để tìm ra phương pháp điều khiển tương tác trao đổi trong các cấu trúc bánh kẹp này, ảnh hưởng của kích thước, độ âm điện của các phân tử phi từ đối với sự chuyển điện tử từ phân tử có từ tính tới phân tử phi từ (n) cũng như tương tác trao đổi giữa các phân tử từ tính (J) cũng đã được nghiên cứu. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng anh 1. T. Makarova, F. Palacio (2006), “CARBON-BASED MAGNETISM: An Overview of the Magnetism of Metal Free Carbon-Based Compounds and Materials”, Elsevier, Amsterdam. 2. A. T. Nguyen, V. T. Nguyen, T. T. A. Pham, V. T. Do, H. S. Nguyen, H. C. Dam (2015), “Correlation between charge transfer and exchange coupling in carbon- based magnetic materials”, AIP advances, 5, 107. 3. N. V. Thanh, N. A. Tuan, P. T. T. Anh, N. V. Cuong, D. C. Hieu (2016), “Ligand- Driven exchange Coupling in grapheme-based magnetic materials”, Materials Transactions, 57, 1680. 4. N. A. Tuan, N. V. Thanh, L. H. Phuoc, N. H. Sinh (2014), “Tailoring exchange coupling in carbon-based Magnetic Materials”, IEEE Transactions On Magnetics, 50, 2700304. 5. H. Xia, W. Li, Y. Song, X. Yang, X. Liu, M. Zhao, Y. Xia, C. Song, T. Wang, D. Zhu, J. Gong, Z. Zhu (2008), “Tunable Magnetism in Carbon-Ion-Implanted Highly Oriented Pyrolytic Graphite”, Adv. Mater. 20, 4679-4683. 6. J. S. Bashkin, H. Chang, W. E. Streib, J. C. Huffman, D. N. Hendricson, and G. Christou (1987), “Modelling the photosynthetic water oxidation center: preparation and physical properties of a tetranuclear oxide bridged manganese complex corresponding to the native S2 state”, J. Am. Chem. Soc., 109, 6502. 7. Q. Li, J. B. Vincent, E. Libby, H. Chang, J. C. Huffman, P. D. W. Boyd, C. Christou, and D. N. Hendrickson (1988), Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 27, 1731. 8. E. H. Lieb (1981), “Thomas-fermi and related theories of atoms and molecules”, Rev. Mod. Phys, 53, 603-641. 9. A. Ivanova, M. Baumgarten, S. Karabunarliev and N. Tyutyulkov (2003), “Design of ferromagnetic alternating stacks of neutral and ionradical hydrocarbons”, Phys. Chem. Chem. Phys., 5, 4932–4937. 10. P. Hohenberg, W. Kohn (1964), "Inhomogeneous electron gas", Phys. Rev. B, 136, 864-871. 11. R. M. Levy, J. A. McCammon, M. Karplus (1979), Chem. Phys. Lett., 64, 4. 12. M. J. S. Dewar (1983), "Development and status of MINDO/3 and MNDO", J. Mol. Struct., 100, 41-50. 13. D. M. Ceperley, B. J. Alder (1980), "Ground state of the electron gas by a stochastic method", Phys Rev. Lett., 45, 566-569. 14. J. C. Slater (1951), "A simplification of the Hartree-Fock method", Phys. Rev.., 81, 385-390. 15. S. H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair (1980) "Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: A critical analysis", Can. J. Phys., 58, 1200-1211. 16. U. Von Barth, L. Hedin (1972) "A local exchange-correlation potential for the spin polarized case", J. Phys. C, 5, 1629-1642. 17. J. F. Janak, L. Morruzi, A. R. Williams (1975), "Ground-state thermomechanical properties of some cubic elements in the local-density formalism", Phys. Rev. B, 12, 1257-1261. 18. J. P. Perdew, Y. Wang (1992) "Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy", Phys. Rev., B45, 13244-13249. 19. T. Ziegler (1991). "Approximate density functional theory as a practical tool in molecular energetics and dynamics", Chem. Rev., 91, 651. 20. J. Andzelm, E. Wimmer, D. R. Salahub (1989), "Spin density functional approach to the chemistry of transition metal clusters: Gaussian-type orbital implementation”, ACS Symp. Ser., 394, 228 21. M.C. Payne, M. P. Teter, D. C. Allan, T. A. Arias, J. D. Joannopoulos (1992), "Iterative Minimization Techniques for Ab Initio Total Energy Calculations: Molecular Dynamics and Conjugate Gradients", Rev. Mod. Phys. 64, 1045-1097. 22. A. D. Becke (1988), "A multicenter numerical integration scheme for polyatomic molecules", J. Chem. Phys., 88, 2547-2553. 23. J. P. Perdew, K. Burke, Ernzerhof (1996), “Generalized Gradient Approximation Made Simple”, M. Phys. Rev. Lett., 77, 3865. 24. B. Hammer, L. B. Hansen, J. K. Norskov (1999), “Improved adsorption energetic within density-funtional theory using revised Perdew-Burke-Ernzerhof functional”, Phys. Rev. B, 59, 7413. 25. J. P. Perdew, et al. (2008), "Restoring the Density-Gradient Expansion for Exchange in Solids and Surfaces", Phys. Rev. Lett. 100, 136406. 26. A. D. Boese, N. C. Handy (2001), “A new parametrization of exchange-correlation generalized gradient approximation functional”, J. Chem. Phys., 114, 5497. 27. T. Tsuneda, T. Suzumura, K. Hirao (1999), "A new one-parameter progressive Colle-Salvetti-type correlation functional", J. Chem. Phys., 110, 10664. 28. A. D. Becke (1993), "Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange", J. Chem. Phys., 98, 5648-5652. 29. B. J. Delley (1990), “An all‐electron numerical method for solving the local density functional for polyatomic molecules”, Chem. Phys., 92, 508-517. 30. S. Grimme (2004), “Accurate Description of van der Waals Complexes by Density Functional Theory Including Empirical Corrections,” J. Comput. Chem., vol 25, pp. 1463–1473. 31. R. S. Mulliken (1955), “Electronic Population Analysis on LCAO–MO Molecular Wave Functions. I”, J. Chem. Phys., 23, 1833-1840. R. S. Mulliken (1955), “Electronic Population Analysis on LCAO–MO Molecular Wave Functions. II. Overlap Populations, Bond Orders, and Covalent Bond Energies”, J. Chem. Phys., 23, 1841-1846. Công trình công bố liên quan đến nội dung của luận văn [1]. Nguyễn Anh Tuấn, Lƣu Thị Hậu, Nguyễn Văn Thành, NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ NANO DỰA TRÊN GRAPHENE, đã được chấp nhận đăng trên Tạp chí Khoa học Trường Đại học Thủ đô Hà Nội, số tháng 12/2016.