Mn掺杂LiMgP新型稀磁半导体的光电性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,对新型稀磁半导体Li_(1±y)(Mg_(1-x)Mn_x)P(x=0,0.125;y=0,0.125)体系进行几何结构优化,计算并对比分析了体系的电子结构、形成能、电荷重叠布局、差分电荷密度及光学性质.结果表明,LiMgP体系中化学键均表现为极化的共价键,磁性元素Mn的掺入形成了强于Mg-P的Mn-P共价键,且产生自旋极化杂质带,通过改变Li的计量数可以改变体系的性质和参与杂化的轨道.与单掺Mn相比,Li过量体系表现为金属性,杂质带宽度增大,而净磁矩减小,同时形成能降低,导电能力增强,Mn-P键的相互作用减弱;Li空位体系表现为半金属性,半金属能隙为0.478 eV,净磁矩为4.02μ_в,Mn-P键的重叠电荷布局数最大,键长最小,Mn和P原子之间的电子云最密集且共用电子对偏移程度最小,Mn3d和P3p间杂化作用最强.通过对比体系光学性质发现,Mn掺入后介电函数和光吸收谱在低能区出现新的峰值,同时复折射率函数也发生明显变化,体系扩大了对电磁波的吸收范围,能量损失明显减小.