Theoretical Chemistry and Molecular Modelling, Hasselt University, Agoralaan, Gebouw D, B-3590 Diepenbeek, Belgium.
J Chem Phys. 2011 Sep 14;135(10):104704. doi: 10.1063/1.3626554.
An analysis using the formalism of crystalline orbitals for extended systems with periodicity in one dimension demonstrates that any antiferromagnetic and half-metallic spin-polarization of the edge states in n-acenes, and more generally in zigzag graphene nanoislands and nanoribbons of finite width, would imply a spin contamination
利用晶体轨道的形式体系对具有一维周期性的扩展系统进行分析表明,无论在 n-并苯中还是在锯齿形石墨烯纳米岛和纳米带中(宽度有限),边缘态的反铁磁和半金属自旋极化都将导致自旋污染 <线性跨度>S(2)<线性跨度> 按比例随系统尺寸增加,这与 Lieb 定理对补偿二分格子的含义以及单重态(S = 0)电子基态的预期值形成鲜明而明确的矛盾。对萘、更大的 n-并苯(n = 3-10)和尺寸不断增大的矩形纳米石墨烯岛的验证,以及与各种多体处理相比的非限制哈特利-福克理论和基组质量改进的使用,都表明扩展的石墨烯纳米带中的反铁磁性和半金属性将被电子相关的精确处理所抑制,这是在非相对论多体量子力学的限制之内。事实上,对于单重态,自旋密度的对称性破缺必然是单行列式方法(如非限制哈特利-福克或密度泛函理论)中静态和动态电子相关处理过于近似的结果。在这种情况下,与其相关的大小扩展性自旋污染一样,半金属性只不过是一种方法论上的人为产物。