固体的几何形状、电子结构和磁性之间的相互关系既有趣又难以捉摸。这一点在小星系团中表现得尤为明显，那里出现了大量不寻常的结构。在这里，我们采用密度泛函理论结合遗传搜索算法，GGA $+U$和混合功能，以确定气相Fe $_{x}$ O $_{y}^{+/0}$集群的结构。对于Fe $_{x}$ O $_{y}$阳离子团簇，我们也计算了相应的振动光谱，并与实验进行了比较。我们成功地鉴定了Fe $_{3}$ O $_{4}^{+}$、Fe $_{4}$ O $_{5}^{+}$、Fe $_{4}$ O $_{6}^{+}$、Fe $_{5}$ O $_{7}^{+}$，并提出了Fe $_{6}$ O $_{8}^{+}$的结构。在Fe $_{3}$ O $_{4}^{+}$的三角形几何结构内，非共线的亚铁磁和铁磁态在能量上是可比的。Fe $_{4}$ O $_{5}^{+}$和Fe $_{4}$ O $_{6}^{+}$是亚铁磁性的，由于电离而具有1~ \muB{}的剩余磁矩。Fe $_{5}$ O $_{7}^{+}$是亚铁磁性的，因为Fe原子的数量是奇数。通过与块状磁铁矿的电子结构比较，发现Fe $_{4}$ O $_{5}^{+}$，Fe $_{4}$ O $_{6}^{+}$，Fe $_{6}$ O $_{8}^{+}$是混合价团簇.相反，在Fe $_{3}$ O $_{4}^{+}$和Fe $_{5}$ O $_{7}^{+}$中，发现所有Fe均为三价。
英文摘要：
Correlation between geometry, electronic structure and magnetism of solids is both intriguing and elusive. This is particularly strongly manifested in small clusters, where a vast number of unusual structures appear. Here, we employ density functional theory in combination with a genetic search algorithm, GGA$+U$ and a hybrid functional to determine the structure of gas phase Fe$_{x}$O$_{y}^{+/0}$ clusters. For Fe$_{x}$O$_{y}$ cation clusters we also calculate the corresponding vibration spectra and compare them with experiments. We successfully identify Fe$_{3}$O$_{4}^{+}$, Fe$_{4}$O$_{5}^{+}$, Fe$_{4}$O$_{6}^{+}$, Fe$_{5}$O$_{7}^{+}$ and propose structures for Fe$_{6}$O$_{8}^{+}$. Within the triangular geometric structure of Fe$_{3}$O$_{4}^{+}$ a non-collinear, ferrimagnetic and ferromagnetic state are comparable in energy. Fe$_{4}$O$_{5}^{+}$ and Fe$_{4}$O$_{6}^{+}$ are ferrimagnetic with a residual magnetic moment of 1~\muB{} due to ionization. Fe$_{5}$O$_{7}^{+}$ is ferrimagnetic due to the odd number of Fe atoms. We compare the electronic structure with bulk magnetite and find Fe$_{4}$O$_{5}^{+}$, Fe$_{4}$O$_{6}^{+}$, Fe$_{6}$O$_{8}^{+}$ to be mixed valence clusters. In contrast, in Fe$_{3}$O$_{4}^{+}$ and Fe$_{5}$O$_{7}^{+}$ all Fe are found to be trivalent.
The generation of ground state structures and electronic properties of ternary AlkTilNim clusters (k+l+m=4) from a two-stage DFT global searching approach
研究了三元团簇AlkTilNim的结构和电子性质，其中k，l，m为整数，k + l + m = 4.这些集群的产生和研究，通过执行两个阶段的密度泛函理论（DFT）计算使用SWVN和B3LYP功能交换相关性。在第一阶段中，一个无偏的全局搜索算法与DFT代码与轻交换相关性和较小的基集被用来生成最低能量的集群结构。然后使用具有重交换相关和大基组的另一轮DFT计算进行进一步优化。通过两阶段的程序获得的结构的电子性质，然后通过DFT计算进行了研究。结果以三元图的形式示出。我们的DFT计算发现，团簇的稳定性随着团簇内镍原子数目的增加而增加。我们的研究结果为三元金属团簇的结构、稳定性、化学有序性和电子性质的研究提供了新的视角。
