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ZnO1-xCx稀磁半导体的磁特性的第一性原理和蒙特卡罗研究

陈珊 吴青云 陈志高 许桂贵 黄志高

ZnO1-xCx稀磁半导体的磁特性的第一性原理和蒙特卡罗研究

陈珊, 吴青云, 陈志高, 许桂贵, 黄志高
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-08-13
  • 修回日期:  2008-09-15
  • 刊出日期:  2009-03-20

ZnO1-xCx稀磁半导体的磁特性的第一性原理和蒙特卡罗研究

  • 1. 福建师范大学物理系,福州 350007
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号:20005CB623605)、国家自然科学基金(批准号:60876069)和国家光电子晶体材料工程技术研究中心开放基金(批准号:2005DC105003)资助的课题.

摘要: 利用第一性原理计算得到C掺杂ZnO的电子结构,发现系统具有半金属的电子结构.从态密度的分析可以看到Zn-3d和C-2p电子具有强烈的杂化作用,这是体系具有相对稳定铁磁基态的原因.利用第一性原理得到的磁性耦合强度并结合蒙特卡罗模拟得到了C掺杂浓度为555%,833%,125%的ZnO1-xCx分别具有210 K,260 K,690 K的居里温度.同时,详细地分析了C掺杂引起的电子转移和C,Zn,O的s,p和d电子的自旋向上和自旋向下电子数的变化.通过比较研究,发现ZnO1-xCx的局域磁矩主要来源于Zn-3d 电子和C-2p 电子之间的相互作用,而局域磁矩耦合倾向于RKKY耦合.

English Abstract

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