Ga空位对GaN:Gd体系磁性影响的第一性原理研究?

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侯振桃, 李彦如, 刘何燕, 代学芳, 刘国栋, 刘彩池, 李英. 2016: Ga空位对GaN:Gd体系磁性影响的第一性原理研究?, 物理学报, 65(12): 127102. doi: 10.7498/aps.65.127102
引用本文: 侯振桃, 李彦如, 刘何燕, 代学芳, 刘国栋, 刘彩池, 李英. 2016: Ga空位对GaN:Gd体系磁性影响的第一性原理研究?, 物理学报, 65(12): 127102. doi: 10.7498/aps.65.127102
Hou Zhen-Tao, Li Yan-Ru, Liu He-Yan, Dai Xue-Fang, Liu Guo-Dong, Liu Cai-Chi, Li Ying. 2016: Effect of Ga vacancy on the magnetism in GaN:Gd:First-principles calculation, Acta Physica Sinica, 65(12): 127102. doi: 10.7498/aps.65.127102
Citation: Hou Zhen-Tao, Li Yan-Ru, Liu He-Yan, Dai Xue-Fang, Liu Guo-Dong, Liu Cai-Chi, Li Ying. 2016: Effect of Ga vacancy on the magnetism in GaN:Gd:First-principles calculation, Acta Physica Sinica, 65(12): 127102. doi: 10.7498/aps.65.127102

Ga空位对GaN:Gd体系磁性影响的第一性原理研究?

Effect of Ga vacancy on the magnetism in GaN:Gd:First-principles calculation

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理结合投影缀加平面波的方法,研究了GaN中Ga被稀土元素Gd替代以及与邻近N或Ga空位组成的缺陷复合体的晶格常数、磁矩、形成能以及电子结构等性质。结果发现, Gd掺杂GaN后禁带宽度变窄,由直接带隙半导体转为间接带隙半导体;单个Gd原子掺杂给体系引入大约7μB的磁矩;在Gd与Ga或N空位形成的缺陷复合体系中, N空位对引入磁矩贡献很小,大约0。1μB, Ga空位能引入约2μB的磁矩。随着Ga空位的增多,体系总磁矩增加,但增加量与Ga空位的位置分布密切相关。当Ga空位分布较为稀疏时, Gd单原子磁矩受影响较小,但当Ga空位距离较近且倾向于形成团簇时, Gd单原子磁矩明显增加,而且这种情况下空位形成能也最小。
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  • 刊出日期:  2016-06-30

Ga空位对GaN:Gd体系磁性影响的第一性原理研究?

  • 河北工业大学材料科学与工程学院,天津,300130

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理结合投影缀加平面波的方法,研究了GaN中Ga被稀土元素Gd替代以及与邻近N或Ga空位组成的缺陷复合体的晶格常数、磁矩、形成能以及电子结构等性质。结果发现, Gd掺杂GaN后禁带宽度变窄,由直接带隙半导体转为间接带隙半导体;单个Gd原子掺杂给体系引入大约7μB的磁矩;在Gd与Ga或N空位形成的缺陷复合体系中, N空位对引入磁矩贡献很小,大约0。1μB, Ga空位能引入约2μB的磁矩。随着Ga空位的增多,体系总磁矩增加,但增加量与Ga空位的位置分布密切相关。当Ga空位分布较为稀疏时, Gd单原子磁矩受影响较小,但当Ga空位距离较近且倾向于形成团簇时, Gd单原子磁矩明显增加,而且这种情况下空位形成能也最小。

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