Cr掺杂闪锌矿AlP半导体的电子结构及磁性研究

在共轭梯度近似（GGA）下，采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，对Cr掺杂闪锌矿AlP半导体的基态电子结构和磁性进行研究．结果发现，Al0.5Cr0.5P体系具有显著的半金属特征，晶胞总磁矩为3μB／Cr．这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值。     

Cu掺杂BN磁性的第一性原理计算

利用LDA+U进行优化,在广义梯度近似下(GGA)采用第一性原理平面波赝势方法,对Cu掺杂的闪锌矿稀磁半导体B0.9375Cu0.0625N的电子结构和磁性进行研究.结果表明,Cu掺杂BN会产生自旋极化状态,能带结构显示半金属性质,掺杂后带隙变窄,计算所得磁矩为2.06μB,其铁磁性的形成主要是p-d电子杂化,这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.     

Cr掺杂BN半金属铁磁性的第一性原理计算

在广义梯度近似下(GGA)采用第一性原理平面波赝势方法,对Cr掺杂的闪锌矿稀磁半导体(DMS)B1-xCrxN(x=0.062 5,0.125)的电子结构和磁性进行了研究.结果表明掺入磁性过渡金属Cr后的BN明显呈现出显著的半金属特征,Cr原子在较小的掺杂浓度下构成了中间带隙的深层能级,使得原胞中Cr原子的局域磁矩约3μB,并且不随杂质浓度变化而改变.在B1-xCrxN(x=0.125)体系多种替位构形中,N220型的Cr-Cr铁磁耦合态最稳定,其铁磁性主要是由双交换机制引起,这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.     

Mn掺杂A1N半导体的半金属铁磁性质

使用基于局域自旋密度泛函理论的第一性原理方法对Mn掺杂闪锌矿A1N半导体的电磁性质进行了研究。结果发现：Al0.96875Mn0.03125N合金显示出明显的半金属铁磁性,晶胞的总磁矩为4．0μB,主要来自于磁性金属Mn原子,其近邻N原子也有微弱贡献。这一研究对在半导体工业中实现自旋载流子的注入具有一定的理论价值。     

Mn掺杂AlN半导体的半金属铁磁性质

使用基于局域自旋密度泛函理论的第一性原理方法对Mn掺杂闪锌矿AlN半导体的电磁性质进行了研究.结果发现:Al0.96875Mn0.03125N合金显示出明显的半金属铁磁性,晶胞的总磁矩为4.0μB,主要来自于磁性金属Mn原子,其近邻N原子也有微弱贡献.这一研究对在半导体工业中实现自旋载流子的注入具有一定的理论价值.     

V,Cr掺杂CdSe铁磁半导体的电子能态密度和半金属性质研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用第一性原理平面波赝势方法,对V和Cr掺杂闪锌矿CdSe半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属V和Cr后的CdSe明显具有铁磁性,每个超晶胞的总磁矩为3.0和4.0μB,而且呈现出显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.     

Cr元素掺杂碳化硅导致铁磁性的第一性原理研究

基于第一性原理研究了Cr元素掺杂3C-SiC的电子结构和磁性,揭示了Cr元素掺杂3C-SiC的磁矩形成以及铁磁耦合的微观物理机制,发现同时引入N元素后Cr元素掺杂3C-SiC的形成能大幅降低,并对其形成能降低的机理进行了系统的讨论,给出了合理的解释,在过渡金属掺杂时引入N元素能够显著地降低磁性杂质的形成能。     

Cr掺杂ZnO薄膜的制备及磁性机制研究

采用磁控交替溅射方法以及真空退火处理制备了Zn1-xCrO薄膜,采用X射线衍射、X射线光电子能谱、物理性质测量仪对样品的结构、表面形态以及磁学性质进行了测试与分析．测试结果表明所有掺杂样品在室温下均具有微弱的铁磁性,并初步给出了其磁性机制．     

稀磁半导体MnTe和CrTe的微观结构及电磁性能

基于密度泛函理论的VASP软件包,研究CrTe和MnTe晶胞的稳定性和电磁性能,并对比具有相同结构的CrTe和MnTe在稳定性和电磁性能方面的差异.结果表明,稳态的CrTe为具有NiAs结构的铁磁体,其闪锌矿结构(ZB)、纤锌矿结构(W)和岩盐结构(RS)为亚稳态结构,该亚稳态结构均为半金属性质.     

双钙钛矿Sr_2CoReO_6的电子结构与磁性

基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理,采用在广义梯度近似(GGA)下的投影缀加波势,研究了Sr2CoReO6的电子结构和磁性.结果表明:Co和Re原子的磁矩分别为2.425μB和-0.488μB,并通过O原子形成反铁磁耦合;Co2+的s和3个p轨道的占据和未占据态都远离费米能级,并有很小的自旋劈裂;而Re5+的s和3个p轨道的自旋向上和自旋向下态密度均几乎填满;Co/Re原子周围存在的O原子立方对称性的八面体,导致其d轨道劈裂为能量较高的三重简并态t2g(dxy,dyz和dzx)和能量较低的二重简并态eg(d2z和dx2-y2).最近邻的两个Co—Co或Re—Re原子对之间没有直接的相互作用;而沿着任一Co—O—Re—O—Co链或Re—O—Co—O—Re链,Co3d和4s,O 2s和2p以及Re 5p,5d和6s轨道间存在着杂化作用.     

Co掺杂ZnO薄膜退火前后的磁性研究

室温下采用磁控溅射的方法在Al2O3(0001)基片上制备了不同Co含量掺杂的ZnO稀磁半导体薄膜Zn1-xCoxO(x=3%,6%,8%),并进行了500℃的后期真空退火处理.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和振动样品磁强计(VSM)研究了薄膜的结构、光学和磁学性能.结果表明,磁控溅射制备的ZnCoO薄膜中,Co2+离子占据了ZnO中Zn2+离子的位置,但没有改变ZnO的纤锌矿晶体结构,也没有第二杂质相的出现.退火前后薄膜均显示室温铁磁性且磁性大小随Co含量的变化呈相反趋势.磁性大小与晶面间距有一定的关系,分析后认为磁性机制符合束缚磁极子(BMP)模型.     

磁性半导体隧道结中自旋注入效率的温度效应

利用了隧道哈密顿方法研究了稀磁性半导体(DMS)到非磁性半导体(SM)隧道结中自旋注入效率与温度的关系.计算表明,随着温度的升高,自旋注入效率逐渐降低.这主要是由两方面的原因引起的,其一温度升高稀磁半导体的极化率降低;其二温度升高自旋反转隧穿增加.     

掺杂氮化铝中局域磁矩的第一性原理计算

理想的稀磁半导体具有良好的室温铁磁性,氮化铝(AlN)稀磁半导体虽然具有宽的带隙和透光性,但由实验重复性差等原因,一直未得到广泛的应用.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算掺杂硼(B)的AlN中局域磁矩的变化规律.通过分析电子结构发现,掺杂B后的AlN稀磁半导体中出现了明显的局域磁矩,其大小为2μB.     

稀磁半导体/半导体量子线中的散粒噪声

采用散射矩阵方法研究在电场、磁场作用下稀磁半导体/半导体量子线结构中自旋依赖的散粒噪声性质,揭示其中自旋噪声同外磁场、偏压、温度和体系的几何参数之间的依赖关系.研究发现,稀磁半导体/半导体量子线的噪声谱密度随外磁场的增加而显著减小.自旋向下电子的热噪声随温度变化近似线性增大,而自旋向上电子的热噪声随温度变化而呈现出振荡现象.自旋向下电子的散粒噪声谱,零温时随偏压变化而线性增加,而在低温时随偏压变化在小范围内呈现出振荡现象.     

室温稀磁半导体Zn_(0.9)Ni_(0.1)O纳米棒的制备与表征

利用溶胶-凝胶方法制备了Zn0.9Ni0.1O纳米棒.运用X射线衍射分析表明样品中不存在镍及镍的氧化物,镍进入晶格中取代了部分Zn原子的位置.SEM显示煅烧温度是影响其形貌的主要因素.随着温度的升高,样品形貌逐渐从棒状变为颗粒状.样品的磁学性能由振动样品磁强计测量,发现在室温下存在明显的铁磁性,并且通过M-T曲线得到Zn0.9Ni0.1O居里温度为575 K左右,表明其磁性来源于稀磁半导体.     

新型稀磁半导体Zn＿（1－x）Co＿xS光谱特性的实验研究

在７３～３００Ｋ温度范围内，首次测量了不同组分的新型稀磁半导体Ｚｎ＿（１－ｘ）Ｃｏ＿ｘＳ（ｘ＝０．００１，０．０１，０．０３，０．０４８，０．０５３，０．０６３）的近红外和可见区的吸收光谱和磁圆二色谱。观测到一系列吸收峰和磁圆二色谱峰，两者互相对应，其峰位与样品组分ｘ值无关。它们分别对应于Ｃｏ￣（２＋）离子在Ｔ＿ｄ对称的晶体场中不同能级间的跃迁。