Tên đề tài: Nghiên cứu cấu trúc hình học bền và cấu trúc điện tử của các cụm nguyên tử kim loại quý (Aun, Agn, hoặc Cun với n<20) pha tạp nguyên tử kim loại chuyển tiếp bằng phương pháp phiếm hàm mật độ

Mã số: B2020-TNA-16

Đơn vị chủ trì: Đại học Thái Nguyên

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Ngô Thị Lan

Quyết định thành lập Hội đồng: số 2308/QĐ-ĐHTN ngày 21 tháng 12 năm 2021 của Giám đốc Đại học Thái Nguyên

Thời gian nghiệm thu: 8h30 – thứ Sáu, ngày 31 tháng 12 năm 2021

Địa điểm nghiệm thu: Phòng họp số 3, Trường Đại học Khoa học

Trân trọng kính mời các thầy cô giáo, nhà khoa học, nhà quản lý, nghiên cứu sinh, học viên thạc sĩ, sinh viên và người quan tâm tham dự.

 

 

 

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

 

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung:

Tên đề tài: Nghiên cứu cấu trúc hình học bền và cấu trúc điện tử của các cụm nguyên tử kim loại quý (Au_n, Ag_n, hoặc Cu_n với n<20) pha tạp nguyên tử kim loại chuyển tiếp bằng phương pháp phiếm hàm mật độ.

Mã số: B2020-TNA-16

Chủ nhiệm: ThS. Ngô Thị Lan

Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên

Thời gian thực hiện: 01/2020 - 12/2021

2. Mục tiêu:

Chỉ ra dạng tồn tại bền và độ ổn định, cấu trúc điện tử của các cụm nguyên tử kim loại loại chuyển tiếp.

Làm rõ bản chất vật lý và quy luật tương tác giữa các điện tử tự do của cụm nguyên tử kim loại chuyển tiếp, từ đó xây dựng mô hình và quy luật biến đổi từ tính trong các cụm nguyên tử này.

3. Tính mới và sáng tạo:

Các kết quả nghiên cứu của đề tài là các nghiên cứu độ ổn định, làm rõ bản chất vật lý của tương tác giữa các điện tử tự do của cụm nguyên tử kim loại chuyển tiếp và mô men tạp từ của nguyên tử kim loại chuyển tiếp, được công bố trên các tạp chí quốc tế thuộc danh mục (SCIE) và các tạp chí chuyên ngành trong nước uy tín. Điều này đảm bảo tính mới và tính sáng tạo của đề tài.

4. Kết quả nghiên cứu:

- Xây dựng quy trình mô phỏng cụm nguyên tử kim loại chuyển tiếp và đánh giá độ tin cậy so với các phương pháp mô phỏng khác và số liệu thực nghiệm nếu có.

- Chỉ ra cấu trúc hình học bền, cấu trúc điện tử và quy luật biến đổi từ tính của các cụm nguyên tử kim loại chuyển tiếp CrM_n (M=Cu, Ag, Au, với n = 2-20).

- Chỉ ra cấu trúc hình học bền, năng lượng phân ly của các cụm nguyên tử oxit kim loại chuyển tiếp  (n=5-9 và m=4-13).

- Chỉ ra cấu trúc hình học bền, cấu trúc điện tử và quy luật biến đổi từ tính của các cụm nguyên tử kim loại chuyển tiếp Au₉N²⁺ (N = Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, và Ni).

5. Sản phẩm:

5.1. Sản phẩm khoa học:

Bài báo đăng trên các tạp chí quốc tế uy tín (có cảm ơn đề tài).

[1]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Minh Tam, Son Tung Ngo, Thu Thi Phung, Nguyen Van Dang, and Nguyen Thanh Tung (2021), “Systematic Investigation of the Structure, Stability, and Spin Magnetic Moment of CrM_n Clusters (M = Cu, Ag, Au, and n = 2−20) by DFT Calculations” (Nghiên cứu cấu trúc hình học, độ ổn định, mô men từ spin của các cụm nguyên tử CrM_n (M=Cu, Ag, Cu, và n= 2-20) bằng phương pháp phiếm hàm mật độ), ACS Omega, 6, pp. 20341−20350. (SCIE, Q1_, IF=3.512).

[2]. Nguyen Thi Mai, Son Tung Ngo, Peter Lievens, Ewald Janssens and Nguyen Thanh Tung (2020), “Photofragmentation Patterns of Cobalt Oxide Cations Co_nO_m⁺ (n = 5−9, m = 4−13): From Oxygen Deficient to Oxygen-Rich Species” (Các dạng phân mảnh của cụm nguyên tử cation Coban oxit Co_nO_m⁺ (n = 5−9, m = 4−13): Từ các loài thiếu oxy đến các loại giàu oxy), J. Phys. Chem. A, 124, pp. 7333−7339. (SCIE, Q2, IF= 2.781)

[3]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Duong Duc La, Nguyen Minh Tam, Ngo Son Tung, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung, Thu Thi Phung, “DFT investigation of Au₉M²⁺ nanoclusters (M = Sc-Ni): The magnetic superatomic behavior of Au₉Cr²⁺” (Nghiên cứu cụm nguyên tử Au₉M²⁺ (M = Sc-Ni) bằng phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT): Au₉M²⁺ siêu nguyên tử từ). (Submitted)

- Bài báo trong nước (có cảm ơn đề tài).

[1]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Thanh Tung (2020), “Co-existence of localized magnetic moment and delocalized electron shell in sub-nanometer Kondo-like systems” (Trạng thái đồng tồn tại của mô men từ cục bộ và vỏ điện tử tự do trong các hệ Kondo dưới nano mét), Journal of Military Science and Technology, 68, 8.

[2]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung, “Structure, stability and infrared spectral of Ag_nCr clusters (n= 2-12) by density theory functional” (Nghiên cứu cấu trúc hình học, độ ổn định và phổ hồng ngoại của cụm nguyên tử Ag_nCr (n = 2-12) bằng phương pháp phiếm hàm mật độ). (Submitted).

- Báo cáo tại hội nghị chuyên ngành quốc tế.

[1]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Phung Thi Thu, Nguyen Van Dang, and Nguyen Thanh Tung (2021), “A theoretical investigation on CrCu_n (n= 1÷8) clusters: geometry, stability, and magnetic properties” (Nghiên cứu lý thuyết cụm nguyên tử CrCu_n (n= 1÷8): Cấu trúc hình học, độ ổn định và tính chất từ), proceedings, The 10th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2021), Hanoi, Vietnam, pp. 79-85.

[2]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Phung Thi Thu, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung (2021),  “Small Au_nY (N = 1-10) nano-clusters: Structure, electronic and magnetic properties” (Các cụm nguyên tử nhỏ  Au_nY (N = 1-10): Cấu trúc hính học, cấu trúc điện tử và tính chất từ), poster presentation, The 10th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2021), Hanoi, Vietnam.

[3]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Phung Thu Thu, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung (2021), “A theoretical investigation on CrCu_n (n= 1÷8) clusters: Geometry, stability, and magnetic properties” (Nghiên cứu lý thuyết cụm nguyên tử CrCu_n (n= 1÷8): Cấu trúc hình học, độ ổn định và tính chất từ), poster presentation, The 10th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2021), Hanoi, Vietnam.

5.2. Sản phẩm đào tạo:

- Hỗ trợ đào tạo 01 NCS theo hướng của đề tài thực hiện đúng tiến độ: NCS. Ngô Thị Lan, "Nghiên cứu tương tác vật lý giữa điện tử tự do và điện tử định xứ trong các hệ nano clusters hợp kim bằng phương pháp phiếm hàm mật độ".

 

 

 

 

6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu:

- Về khoa học: Công bố một số kết quả mới có ý nghĩa khoa học trên các tạp chí quốc tế uy tín thuộc danh mục SCIE và các tạp chí chuyên ngành trong nước (thuộc chủ đề nghiên cứu của đề tài).

- Về giáo dục và đào tạo: Hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinh theo đúng hướng của đề tài.

- Làm tài liệu nghiên cứu về Vật liệu từ trong và ngoài nước.

- Góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu các thành viên trong nhóm thực hiện đề tài, mở rộng hợp tác nghiên cứu.

 

                                                                         Ngày       tháng      năm 2021 

Tổ chức chủ trì (ký, họ và tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài

                                                                                                ThS. Ngô Thị Lan

 

 

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:

Project title: Investigation on stable geometrical structure and electronic structure of precious metal atom clusters (Au_n, Ag_n, or Cu_n, n<20) doped with transition metal atoms by density functional theory.

Code number: B2020-TNA-16

Coordinator: MSc. Ngo Thi Lan

Implementing institution: Thai Nguyen University

Duration: from 01/2020 - 12/2021

Objective(s):

- Investigating stable form and electronic structure of transition metal atom clusters (Au_n, Ag_n or Cu_n, n<20).

- Clarifying the physical nature and interaction rules between the free electrons of the transition metal atom clusters, thereby building models and rules of magnetic transformation in these atom clusters. 

Creativeness and innovativeness:

- The research results of the study clarify the physical nature of the interaction between the free electrons of the transition metal atom clusters and the doping moment of the transition metal atom. These studies were published in international journals of the list of SCIE and prestigious domestic specialized journals. This ensures the novelty and creativity of the subject.

Research results:

- Build a process to simulate a transition metal atom cluster and evaluate its reliability compared with other simulation methods and experimental data if available.

- Investigating the stable geometric structure, electronic structure and the law of magnetic transformation of the CrM_n transition metal atom clusters (M=Cu, Ag, Au, and n = 2-20).

- Investigating fragmentation processes of Cobalt Oxide  clusters with n = 5-9, m = 4-13.

- Investigating the stable geometric structure, electronic structure and the law of magnetic transformation of the Au₉M²⁺ transition metal atom clusters (M=Sc, Ti, V,…).

5. Products:

5.1. Scientific publications:

- Articles published in prestigious international journals.

[1]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Minh Tam, Son Tung Ngo, Thu Thi Phung, Nguyen Van Dang, and Nguyen Thanh Tung (2021), “Systematic Investigation of the Structure, Stability, and Spin Magnetic Moment of CrMn Clusters (M = Cu, Ag, Au, and n = 2−20) by DFT Calculations”, ACS Omega, 6, pp. 20341−20350, (SCIE, Q1_, IF=3.512).

[2]. Nguyen Thi Mai, Son Tung Ngo, Peter Lievens, Ewald Janssens and Nguyen Thanh Tung (2020), “Photo fragmentation Patterns of Cobalt Oxide Cations ConOm+ (n = 5−9, m = 4−13): From Oxygen Deficient to Oxygen-Rich Species, J. Phys. Chem. A, 124, pp. 7333−7339, (SCIE, Q2, IF= 2.781).

[3]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Duong Duc La, Nguyen Minh Tam, Ngo Son Tung, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung, Thu Thi Phung, “DFT investigation of Au₉M²⁺ nanoclusters (M = Sc-Ni): The magnetic superatomic behavior of Au₉Cr²⁺”, (submit).

- National articles

[1]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Ngo Tuan Cuong, Nguyen Thanh Tung (2020), “Co-existence of localized magnetic moment and delocalized electron shell in sub-nanometer Kondo-like systems, Journal of Military Science and Technology, 68, 8.

[2]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung, “structure, stability and infrared spectral of agncr clusters (n=2-12) by density theory functional” (submitted).

- Reports at international specialized workshop.

[1]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Phung Thi Thu, Nguyen Van Dang, and Nguyen Thanh Tung (2021), “A theoretical investigation on CrCu_n (n= 1÷8) clusters: geometry, stability, and magnetic properties”, proceedings, The 10th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2021), Hanoi, Vietnam.

[2]. Ngo Thi Lan, Nguyen Thi Mai, Phung Thi Thu, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung (2021),  “Small Au_nY (N = 1-10) nano-clusters: Structure, electronic and magnetic properties”, poster presentation, The 10th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2021), Hanoi, Vietnam.

[3]. Nguyen Thi Mai, Ngo Thi Lan, Phung Thu Thu, Nguyen Van Dang, Nguyen Thanh Tung (2021), “A theoretical investigation on CrCu_n (n= 1÷8) clusters: Geometry, stability, and magnetic properties”, poster presentation, The 10th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2021), Hanoi, Vietnam.

5.2. Training results:

Support training one postgraduate to implement on schedule: Mrs. Ngo Thi Lan, "Investigation on the physical interaction between free electrons and localized electrons in alloy nanocluster systems by density functional method ".

6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of researach results:

- On the scientific aspect: Publishing scientific articles in prestigious international and national journals (belonging to group Q2 of SCIE on the subject's research area.

- On education and training aspect: Support in training PhD student.

- Make research materials on Materials both inside and outside the country.

- Strengthening the research capacity for the investigators of the projects, deepening the cooperation in scientific research with domestic and international research institutions.