Abstract
We have studied electronic and magnetic structure of Mn-dimer molecule using OpenMX method based on density functional method. The calculated density of states shows that the four O atoms split $e_g$ and $t_{2g}$ energy levels. The energy splitting by the crystal field is smaller than bulk MnO with cubic structure, because of small coordination number of atoms. Total energy with antiferromagnetic spin configuration is lower than that of ferromagnetic configurations. Calculated exchange interaction J between Mn atoms is one order larger than that of the other Mn-O magnetic molecules. That comes from the direct exchange interaction between Mn 3d orbitals and the super-exchange interactions caused by strong ${\sigma}$-bonding of Mn-O orbitals.
분자자성체 Mn-dimer의 전기구조 및 자기적 성질을 제1원리의 범밀도함수법을 이용하여 계산하였다. 계산 된 결과, 전자구조는 벌크 MnO와 비슷한 Mn 주위의 4개의 산소 원자에 의해 $t_{2g}$, $e_g$ 에너지 준위로 분리되어 있었다. 적은 수의 배위원자로 이 결정장 분리는 작았디. 총에너지 계산에서는 반강자성적 상호작용이 낮은 에너지를 가지고 있었다. 계산 된 $Mn^{+2}$ 원자 사이의 교환상호작용 크기는 다른 Mn-O 분자자성체보다 한 단위 큰 값을 얻었다. 이 원인은 Mn 3d 사이의 직접 상호작용과 Mn-O의 강한 결합으로 인한 초교환상호작용의 결과이다.