Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性

张富春; 张威虎; 董军堂; 张志勇

doi:10.7498/aps.60.127503

摘要

采用自旋极化密度泛函理论系统研究了Cr掺杂ZnO纳米线的电学、磁学以及光学属性.计算结果显示,Cr原子沿[0001]方向替代ZnO纳米线中的Zn原子时体系一般呈现铁磁耦合,沿[1010]和[0110]方向替代Zn原子时体系呈现反铁磁耦合,且磁性耦合状态在费米能级附近出现了明显的自旋劈裂现象,发生了强烈的Cr 3d和O 2p杂化效应.自旋态密度计算结果显示,磁矩主要来源于Cr原子未成对3d态电子的贡献,磁矩的大小与Cr原子的电子排布有关.光学性质计算结果显示,Cr掺杂ZnO纳米线在远紫外和近紫外都具有明显的吸收峰,吸收峰发生了明显的红移.这些结果都表明Cr掺杂ZnO纳米线也许是一种很有前途的稀磁半导体材料.

关键词:

ZnO /
纳米线 /
第一性原理 /
磁性

作者及机构信息

1.
延安大学物理与电子信息学院, 延安 716000;

2.
西北大学信息科学与技术学院, 西安 710127

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60976069)、陕西省自然科学基金(批准号:2010JM8020)、陕西省教育厅科学研究计划(批准号:2010JK923,11JK0846)和延安大学博士科研启动基金(批准号:YD2009-01)资助的课题.

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Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性

摘要

作者及机构信息

1.
延安大学物理与电子信息学院, 延安 716000;

2.
西北大学信息科学与技术学院, 西安 710127

参考文献

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Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性

English Abstract

Electronic structure and magnetism of Cr-doped ZnO nanowires

1.
College of Physics and Electronic Information, Yan’an University, Yan’an 716000, China;

2.
School of Information Science and Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China

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Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性

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Electronic structure and magnetism of Cr-doped ZnO nanowires

1. College of Physics and Electronic Information, Yan’an University, Yan’an 716000, China; 2. School of Information Science and Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China

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2.
School of Information Science and Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China