Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究

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侯清玉, 李勇, 赵春旺. 2017: Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究, 物理学报, 66(6): 256-264. doi: 10.7498/aps.66.067202
引用本文: 侯清玉, 李勇, 赵春旺. 2017: Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究, 物理学报, 66(6): 256-264. doi: 10.7498/aps.66.067202
Hou Qing-Yu, Li Yong, Zhao Chun-Wang. 2017: First-principles study of Al-doped and vacancy on the magnetism of ZnO, Acta Physica Sinica, 66(6): 256-264. doi: 10.7498/aps.66.067202
Citation: Hou Qing-Yu, Li Yong, Zhao Chun-Wang. 2017: First-principles study of Al-doped and vacancy on the magnetism of ZnO, Acta Physica Sinica, 66(6): 256-264. doi: 10.7498/aps.66.067202

Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究

First-principles study of Al-doped and vacancy on the magnetism of ZnO

  • 摘要: Al掺杂和Zn空位在ZnO中或Al掺杂和O空位在ZnO中的磁性来源和机理的认识频有争议.为了解决本问题,本文采用基于自旋密度泛函理论框架下的广义梯度近似(GGA+U)平面波超软赝势方法,用第一性原理对其进行了研究,发现Al掺杂和O空位共存在ZnO中没有磁性;Al掺杂和Zn空位在ZnO中有磁性,并且,磁性来源主要由Zn空位产生的空穴为媒介,使得Zn空位附近O 2p态和Zn 4s态电子交换作用形成的.其次,Al掺杂和Zn空位在ZnO中或Al掺杂和O空位在ZnO中,Al掺杂和Zn空位或O空位相对位置较近时,掺杂体系形成能最低,掺杂和空位越容易,稳定性越高.
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出版历程
  • 刊出日期:  2017-03-30

Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究

  • 内蒙古工业大学理学院, 呼和浩特 010051;内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室, 呼和浩特 010051
  • 内蒙古工业大学理学院,呼和浩特,010051
  • 内蒙古工业大学理学院, 呼和浩特 010051;上海海事大学文理学院, 上海 201306

摘要: Al掺杂和Zn空位在ZnO中或Al掺杂和O空位在ZnO中的磁性来源和机理的认识频有争议.为了解决本问题,本文采用基于自旋密度泛函理论框架下的广义梯度近似(GGA+U)平面波超软赝势方法,用第一性原理对其进行了研究,发现Al掺杂和O空位共存在ZnO中没有磁性;Al掺杂和Zn空位在ZnO中有磁性,并且,磁性来源主要由Zn空位产生的空穴为媒介,使得Zn空位附近O 2p态和Zn 4s态电子交换作用形成的.其次,Al掺杂和Zn空位在ZnO中或Al掺杂和O空位在ZnO中,Al掺杂和Zn空位或O空位相对位置较近时,掺杂体系形成能最低,掺杂和空位越容易,稳定性越高.

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