各金屬一條與兩條的一倍分析

條 Ti11C22 -4.2265013E+02 （-0.010，-0.010，0.094，0.094） 0.3394 1.2648 E+01

圖 65：兩條鈦金屬鏈一倍材料的單位晶格結構圖

圖 66：兩條鈦金屬鏈一倍材料的能帶圖

圖 67：兩條鈦金屬鏈一倍材料的態密度圖

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從圖 66 與圖 67 可知此材料具有金屬特性，而主要在費米能帶附近貢獻的電 子軌域為鈦金屬的 d 軌域（Ti01、Ti02）以及邊界的碳的 p 軌域（C43、C44），

而費米能帶附近主要貢獻的值大小為鈦金屬平均在-0.8 至+0.8 eV 之間以及邊界碳

條 V11C21 -4.2349595E+02 （0.001，0.001，0.114，0.114） 0.4615 3.3655 E+00

圖 68：兩條釩金屬鏈一倍材料的單位晶格結構圖

圖 69：兩條釩金屬鏈一倍材料的能帶圖

圖 70：兩條釩金屬鏈一倍材料的態密度圖

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Cr（費米能：-2.7120 eV）

材料起始值

條 Cr2C11 -4.1477978E+02 (0.000，-0.112，0.112) -0.0007 2.5128 E+00 兩

條 Cr11C22 -4.2406274E+02 （0.000，0.000，0.107，0.107） 0.4232 4.8302 E+00 表 61：鉻一條與兩條金屬鏈一倍材料統整表

從圖 71 中的淡藍色與淺黃色為兩種相反磁性，而由圖中可知鉻金屬是無磁 性， 也可知邊界碳原子磁性互為鐵磁性。

圖 71：兩條鉻金屬鏈一倍材料的單位晶格結構圖

圖 72：兩條鉻金屬鏈一倍材料的能帶圖

圖 73：兩條鉻金屬鏈一倍材料的態密度圖

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從圖 72 與圖 73 可知此材料具有金屬特性，而主要在費米能帶附近貢獻的電 子軌域為鉻金屬的 d 軌域（Cr01、Cr02）以及邊界的碳的 p 軌域（C43、C44），

而費米能帶附近主要貢獻的值大小為鉻金屬平均在-0.5 至+0.5 eV 之間以及邊界碳 平均在-0.3 至+0.1eV 之間。還有，圖中可知鉻金屬主要貢獻在費米能附近。此與 一條金屬線差異在金屬線變得沒帶磁性以及邊界碳帶鐵磁性。

Mn（費米能：-2.7977 eV）

材料起始值

條 Mn2C11 -4.1423921E+02 (-1.023，0.114，0.113) -0.4928 1.8753 E+00 兩

條 Mn11C11 -4.2282840E+02 （1.759，1.759，0.114，0.114） 4.2803 1.8604 E+00

圖 75：兩條錳金屬鏈一倍材料的能帶圖

圖 76：兩條錳金屬鏈一倍材料的態密度圖

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從圖 75 與圖 76 可知此材料具有金屬特性，而主要在費米能帶附近貢獻的電 子軌域為錳金屬的 d 軌域（Mn01、Mn02）以及邊界的碳的 p 軌域（C43、

C44），而費米能帶附近主要貢獻的值大小為錳金屬平均在-0.5 至+0.1eV 之間以及 邊界碳平均在-0.35 至+0.05eV 之間。還有，圖中可知錳金屬主要貢獻在費米能附 近以及導電主要來自次要自旋（minor spin）而不是主要自旋（major spin）。此與 一條金屬線差異在金屬線變磁性更強以及邊界碳帶鐵磁性。

Fe（費米能：-2.8383 eV）

材料起始值

條 Fe2C22 -4.1337398E+02 (-1.331，-0.121，-0.121) -1.7654 1.9412 E+00 兩

條 Fe11C22 -4.2156485E+02 （1.216，1.216，0.111，0.111） 2.8440 2.92450 E+00 表 63：鐵一條與兩條金屬鏈一倍材料統整表

從圖 77 中的淡藍色與淺黃色為兩種相反磁性，而由圖中可知鐵金屬是有磁 性，且與邊界碳原子磁性帶相同磁性， 也可知邊界碳原子磁性互為鐵磁性。

圖 77：兩條鐵金屬鏈一倍材料的單位晶格結構圖

圖 78：兩條鐵金屬鏈一倍材料的能帶圖

圖 79：兩條鐵金屬鏈一倍材料的態密度圖

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從圖 78 與圖 79 可知此材料具有金屬特性，而主要在費米能帶附近貢獻的電 子軌域為鐵金屬的 d 軌域（Fe01、Fe02）以及邊界的碳的 p 軌域（C43、C44），

而費米能帶附近主要貢獻的值大小為鐵金屬平均在-0.5 至+0.5 eV 之間以及邊界碳 平均在-0.3 至+0.1 eV 之間。還有，圖中可知鐵金屬主要貢獻在費米能附近及導電 主要來自次要自旋（minor spin）而不是主要自旋（major spin）。此與一條金屬線 並無太大差異。

Co（費米能：-2.8975 eV）

材料起始值

條 Co1C11 -4.1228306E+02 (0.386，0.121，0.121) 0.9535 2.0182 E+00 兩

條 Co11C21 -4.19571030E+02 （-0.011，-0.011，0.114，0.114） 0.4190 3.681 E+00 表 64：鈷一條與兩條金屬鏈一倍材料統整表

圖 80：兩條鈷金屬鏈一倍材料的單位晶格結構圖

從圖 80 中的淡藍色與淺黃色為兩種相反磁性，而由圖中可知鈷金屬是有磁 性，且與邊界碳原子磁性帶相反磁性， 也可知邊界碳原子磁性互為鐵磁性，但 是明顯的金屬磁性又開始小過邊界碳原子的磁性。

從圖 81 與下一頁的圖 82 可知此材料具有金屬特性，而主要在費米能帶附近 貢獻的電子軌域為鐵金屬的 d 軌域（Co01、Co02）以及邊界的碳的 p 軌域

（C43、C44），而費米能帶附近主要貢獻的值大小為鈷金屬平均在-0.5 至-0.1 eV 之間以及邊界碳平均在-0.35 至+0.07 eV 之間。還有，圖中可知鈷金屬主要貢獻在 費米能下方。此與一條金屬線差異在金屬線變磁性更弱。

圖 81：兩條鈷金屬鏈一倍材料的能帶圖

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Ni（費米能：-2.7086 eV）

材料起始值

（𝜇_𝐵） 總能（eV） 材料的收斂值（𝜇_𝐵） 總磁性

（𝜇_𝐵）

結合能

（eV）

一

條 Ni1C12 -4.1085561E+02 （0.089，-0.114，0.114） 0.1174 1.6547 E+00 兩

條 Ni11C12 -4.1702607E+02 （0.004，0.004，0.101，0.100） 0.3990 3.1600 E+00 表 65：鎳一條與兩條金屬鏈一倍材料統整表

圖 82：兩條鈷金屬鏈一倍材料的態密度圖

從圖 83 中的淡藍色與淺黃色為兩種相反磁性，而由圖中可知鎳金屬是有磁 性，且邊界碳原子磁性帶互為相同磁性， 也可知邊界碳原子磁性互為鐵磁性。

圖 83：兩條鎳金屬鏈一倍材料的單位晶格結構圖

圖 84：兩條鎳金屬鏈一倍材料的能帶圖

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從圖 84 與圖 85 可知此材料具有金屬特性，而主要在費米能帶附近貢獻的電 子軌域為鎳金屬的 d 軌域（Ni01、Ni02）以及邊界的碳的 p 軌域（C43、C44），

而費米能帶附近主要貢獻的值大小為鎳金屬平均在-1.0 至-0.7 eV 之間以及邊界碳 平均在-0.35 至+0.10eV 之間。還有，圖中可知鎳金屬主要貢獻在費米能下方。與 一條金屬線差異在金屬線變磁性更弱。

圖 85：兩條鎳金屬鏈一倍材料的態密度圖

第二步分析每個材料最低能量狀態時的磁性如表 66：

過渡金屬磁性（𝜇_𝐵） 邊界碳磁性（𝜇_𝐵） 整體磁性（𝜇_𝐵） Ti 鐵磁（-0.010，-0.010） 鐵磁（0.094，0.094） 0.3394 V 無磁（0.001，0.001） 鐵磁（0.114，0.114） 0.4615 Cr 無磁（0.000，0.000） 鐵磁（0.107，0.107） 0.4232 Mn 鐵磁（1.759，1.759） 鐵磁（0.114，0.114） 4.2803 Fe 鐵磁（1.216，1.216） 鐵磁（0.111，0.111） 2.8440 來自次要自旋（minor spin）而不是主要自旋（major spin）。第三是奈米石墨帶的 邊界碳都是帶鐵磁性並沒有反磁結果。

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