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利用第一性原理研究Ni掺杂ZnO铁磁性起源

肖振林 史力斌

利用第一性原理研究Ni掺杂ZnO铁磁性起源

肖振林, 史力斌
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  • 采用基于密度泛函理论和局域密度近似的第一性原理分析了Ni掺杂ZnO磁性质.文中计算了8个不同几何结构的铁磁(FM)和反铁磁耦合能量,结果表明FM耦合更稳定.态密度结果显示Ni 3d 与O 2p发生杂化,导致费米能级附近电子态自旋极化.文中也分析了O空位对Ni掺杂ZnO铁磁性质的影响,O空位通过诱导电子调节FM耦合,从而稳定Ni掺杂ZnO铁磁性质,其强度足以引发室温铁磁性.通过Ni 3d能级耦合具体分析了Ni 掺杂ZnO铁磁性起源.另外,也分析了晶格应变对Ni掺杂ZnO FM耦合的影响.
    [1]

    Pan F, Song C, Liu X J, Yang Y C, Zeng F 2008 Mater. Sci. Eng. R 62 1

    [2]

    Schallenberg T, Munekata H 2006 Appl. Phys. Lett. 89 042507

    [3]

    Nazmul A M, Sugahara S, Tanaka M 2003 Phys. Rev. B 67 241308

    [4]

    Duan M Y, Xu M, Zhou H P, Chen Q Y, Hu Z G, Dong C J 2008 Acta Phys. Sin. 57 6520(in Chinese)[段满益、 徐 明、 周海平、 陈青云、 胡志刚、 董成军2008 物理学报 57 6520 ]

    [5]

    Shen Y B, Zhou X, Xu M, Ding Y C, Duan M Y, Linghu R F, Zhu W J 2007 Acta Phys. Sin. 56 3440 (in Chinese) [沈益斌、周 勋、徐 名、丁迎春、段满益、令狐荣锋、祝文军2007 物理学报 56 3440 ]

    [6]

    Shi L B, Kang L, Jin J W, Chi F 2009 Chin. Phys. B 18 4418

    [7]

    Cheng X W, Li X, Gao Y L, Yu Z, Long X, Liu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 2018 (in Chinese) [程兴旺、 李 祥、 高院玲、 于 宙、 龙 雪、 刘 颖 2009 物理学报 58 2018]

    [8]

    Wang Q, Sun Q, Jena P, Kawazoe Y 2009 Phys. Rev. B 79 115407

    [9]

    Dietl T, Ohno H, Matsukura F, Ciber J, Ferrand D 2000 Science 287 1019

    [10]

    Wakano T, Fujimura N, Morinaga Y, Abe N, Ashida A, Ito T 2001 Physica C 10 260

    [11]

    Yin Z, Chen N, Yang F, Song S, Chai C, Zhong J, Qian H, Ibrahim K 2005 Solid State Commun. 135 430

    [12]

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    [13]

    Zhou S, Potzger K, Kuepper K 2008 J. Appl. Phys. 103 043901

    [14]

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    [15]

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    [16]

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    [17]

    Yang Y, Qi J, Zhang Y, Liao Q, Tang L, Qin Z 2008 Appl. Phys. Lett. 92 183117

    [18]

    Jaffe J E, Snyder J A, Lin Z, Hess A C 2000 Phys. Rev. B 62 1660

    [19]

    Meyer B, Marx D 2003 Phys. Rev. B 67 035403

    [20]

    Priya G, Nicola A S 2006 Phys. Rev. B 74 094418

    [21]

    Yu W, Yang L H, Teng X Y, Zhang J C, Zhang Z C, Zhang L, Fu G S 2008 J. Appl. Phys. 103 093901

    [22]

    Hernandez R G, Perez W L, Rodriguez M J A 2009 J. Magn. Magn. Mater. 321 2547

    [23]

    Kan E J, Yuan L F, Yang J 2007 J. Appl. Phys. 102 033915

    [24]

    Kittilstved K R, Schwartz D A, Tuan A C, Heald S M, Chambers S A, Gamelin D R 2006 Phys. Rev. Lett. 97 037203

    [25]

    Biegger E, Fonin M, Rüdiger U, Janpen N, Beyer M, Thomay T, Bratschitsch R, Dedkov Y S 2007 J. Appl. Phys. 101 07390

    [26]

    Wang H, Chen Y, Wang H B, Zhang C, Yang F J, Duan J X, Yang C P 2007 Appl. Phys. Lett. 90 052505

    [27]

    Walsh A, Silva J L F, Wei S H 2008 Phys. Rev. Lett. 100 256401

    [28]

    Yakunin A M, Silov A Y, Koenraad P M, Tang J M 2007 Nat. Mater. 6 512

    [29]

    Li Y F, Yao B, Lu Y M, Cong C X, Zhang Z Z, Gai Y Q, Zheng C J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 021915

    [30]

    Liu X J, Song C, Zeng F, Pan F, He B, Yan W S 2008 J. Appl. Phys. 103 093911

  • [1]

    Pan F, Song C, Liu X J, Yang Y C, Zeng F 2008 Mater. Sci. Eng. R 62 1

    [2]

    Schallenberg T, Munekata H 2006 Appl. Phys. Lett. 89 042507

    [3]

    Nazmul A M, Sugahara S, Tanaka M 2003 Phys. Rev. B 67 241308

    [4]

    Duan M Y, Xu M, Zhou H P, Chen Q Y, Hu Z G, Dong C J 2008 Acta Phys. Sin. 57 6520(in Chinese)[段满益、 徐 明、 周海平、 陈青云、 胡志刚、 董成军2008 物理学报 57 6520 ]

    [5]

    Shen Y B, Zhou X, Xu M, Ding Y C, Duan M Y, Linghu R F, Zhu W J 2007 Acta Phys. Sin. 56 3440 (in Chinese) [沈益斌、周 勋、徐 名、丁迎春、段满益、令狐荣锋、祝文军2007 物理学报 56 3440 ]

    [6]

    Shi L B, Kang L, Jin J W, Chi F 2009 Chin. Phys. B 18 4418

    [7]

    Cheng X W, Li X, Gao Y L, Yu Z, Long X, Liu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 2018 (in Chinese) [程兴旺、 李 祥、 高院玲、 于 宙、 龙 雪、 刘 颖 2009 物理学报 58 2018]

    [8]

    Wang Q, Sun Q, Jena P, Kawazoe Y 2009 Phys. Rev. B 79 115407

    [9]

    Dietl T, Ohno H, Matsukura F, Ciber J, Ferrand D 2000 Science 287 1019

    [10]

    Wakano T, Fujimura N, Morinaga Y, Abe N, Ashida A, Ito T 2001 Physica C 10 260

    [11]

    Yin Z, Chen N, Yang F, Song S, Chai C, Zhong J, Qian H, Ibrahim K 2005 Solid State Commun. 135 430

    [12]

    Snure M, Kumar D, Tiwari A 2009 Appl. Phys. Lett. 94 012510

    [13]

    Zhou S, Potzger K, Kuepper K 2008 J. Appl. Phys. 103 043901

    [14]

    Dana A S, Kevin R K, Daniel R G 2004 Appl. Phys. Lett. 85 1395

    [15]

    Zhao L, Lu P F, Yu Z Y, Liu Y M, Wang D L, Ye H 2010 Chin. Phys. B 19 056104

    [16]

    Zhou S, Potzger K, Zhang G, Eichhorn F, Skorupa W, Helm M, Fassbender J 2006 J. Appl. Phys. 100 114304

    [17]

    Yang Y, Qi J, Zhang Y, Liao Q, Tang L, Qin Z 2008 Appl. Phys. Lett. 92 183117

    [18]

    Jaffe J E, Snyder J A, Lin Z, Hess A C 2000 Phys. Rev. B 62 1660

    [19]

    Meyer B, Marx D 2003 Phys. Rev. B 67 035403

    [20]

    Priya G, Nicola A S 2006 Phys. Rev. B 74 094418

    [21]

    Yu W, Yang L H, Teng X Y, Zhang J C, Zhang Z C, Zhang L, Fu G S 2008 J. Appl. Phys. 103 093901

    [22]

    Hernandez R G, Perez W L, Rodriguez M J A 2009 J. Magn. Magn. Mater. 321 2547

    [23]

    Kan E J, Yuan L F, Yang J 2007 J. Appl. Phys. 102 033915

    [24]

    Kittilstved K R, Schwartz D A, Tuan A C, Heald S M, Chambers S A, Gamelin D R 2006 Phys. Rev. Lett. 97 037203

    [25]

    Biegger E, Fonin M, Rüdiger U, Janpen N, Beyer M, Thomay T, Bratschitsch R, Dedkov Y S 2007 J. Appl. Phys. 101 07390

    [26]

    Wang H, Chen Y, Wang H B, Zhang C, Yang F J, Duan J X, Yang C P 2007 Appl. Phys. Lett. 90 052505

    [27]

    Walsh A, Silva J L F, Wei S H 2008 Phys. Rev. Lett. 100 256401

    [28]

    Yakunin A M, Silov A Y, Koenraad P M, Tang J M 2007 Nat. Mater. 6 512

    [29]

    Li Y F, Yao B, Lu Y M, Cong C X, Zhang Z Z, Gai Y Q, Zheng C J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 021915

    [30]

    Liu X J, Song C, Zeng F, Pan F, He B, Yan W S 2008 J. Appl. Phys. 103 093911

  • [1] 李明标, 张天羡, 史力斌. 氮掺杂(1120) ZnO 薄膜磁性质研究. 物理学报, 2011, 60(9): 097504. doi: 10.7498/aps.60.097504
    [2] 林竹, 郭志友, 毕艳军, 董玉成. Cu掺杂的AlN铁磁性和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1917-1923. doi: 10.7498/aps.58.1917
    [3] 潘凤春, 徐佳楠, 杨花, 林雪玲, 陈焕铭. 非掺杂锐钛矿相TiO2铁磁性的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(5): 056101. doi: 10.7498/aps.66.056101
    [4] 姚仲瑜, 孙丽, 潘孟美, 孙书娟, 刘汉军. 第一性原理研究half-Heusler合金VLiBi和CrLiBi的半金属铁磁性. 物理学报, 2018, 67(21): 217501. doi: 10.7498/aps.67.20181129
    [5] 赵翠莲, 甄聪棉, 马丽, 潘成福, 侯登录. Ge纳米结构的形貌与铁磁性研究. 物理学报, 2013, 62(3): 037502. doi: 10.7498/aps.62.037502
    [6] 尹媛, 李玲, 尹万健. 太阳能电池材料缺陷的理论与计算研究. 物理学报, 2020, 69(17): 177101. doi: 10.7498/aps.69.20200656
    [7] 刘柏年, 马颖, 周益春. 四方相BaTiO3缺陷性质的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(5): 3377-3383. doi: 10.7498/aps.59.3377
    [8] 匡安龙, 刘兴翀, 路忠林, 任尚坤, 刘存业, 张凤鸣, 都有为. 稀释磁性半导体Sn1-xMnxO2的室温铁磁性. 物理学报, 2005, 54(6): 2934-2937. doi: 10.7498/aps.54.2934
    [9] 林俏露, 李公平, 许楠楠, 刘欢, 王苍龙. 金红石TiO2本征缺陷磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2017, 66(3): 037101. doi: 10.7498/aps.66.037101
    [10] 吴孔平, 顾书林, 朱顺明, 黄友锐, 周孟然. 非故意掺杂碳对ZnMnO:N磁性影响的实验与理论研究. 物理学报, 2012, 61(5): 057503. doi: 10.7498/aps.61.057503
    [11] 梁志鹏, 董正超. 半导体/磁性d波超导隧道结中的散粒噪声. 物理学报, 2010, 59(2): 1288-1293. doi: 10.7498/aps.59.1288
    [12] 王海云, 翁惠民, Ling C. C.. GaN/SiC异质结的慢正电子研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5906-5910. doi: 10.7498/aps.57.5906
    [13] 潘必才. 包含键环境修正的硅氢紧束缚势模型. 物理学报, 2001, 50(2): 268-272. doi: 10.7498/aps.50.268
    [14] 于 宙, 李 祥, 龙 雪, 程兴旺, 王晶云, 刘 颖, 曹茂盛, 王富耻. Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料的制备和磁性研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4539-4544. doi: 10.7498/aps.57.4539
    [15] 程兴旺, 李祥, 高院玲, 于宙, 龙雪, 刘颖. Co掺杂的ZnO室温铁磁半导体材料制备与磁性和光学特性研究. 物理学报, 2009, 58(3): 2018-2022. doi: 10.7498/aps.58.2018
    [16] 张浩, 赵建林, 张晓娟. 带缺陷结构的二维磁性光子晶体的数值模拟分析. 物理学报, 2009, 58(5): 3532-3537. doi: 10.7498/aps.58.3532
    [17] 杨义斌, 龚宇, 刘才林, 罗阳明, 陈平. 缺陷态对Y掺杂BaZrO3的质子导电性的影响. 物理学报, 2016, 65(6): 066701. doi: 10.7498/aps.65.066701
    [18] 王凯悦, 郭睿昂, 王宏兴. 金刚石氮-空位缺陷发光的温度依赖性. 物理学报, 2020, 69(12): 127802. doi: 10.7498/aps.69.20200395
    [19] 于天宝, 刘念华. 光脉冲通过含有色散与增益型缺陷的一维光子晶体的传播. 物理学报, 2004, 53(9): 3049-3053. doi: 10.7498/aps.53.3049
    [20] 金年庆, 滕玉永, 顾 斌, 曾祥华. 稀有气体原子注入缺陷性纳米碳管的分子动力学模拟. 物理学报, 2007, 56(3): 1494-1498. doi: 10.7498/aps.56.1494
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-27
  • 修回日期:  2010-05-25
  • 刊出日期:  2011-01-05

利用第一性原理研究Ni掺杂ZnO铁磁性起源

  • 1. (1)渤海大学化学化工学院,锦州 121013; (2)渤海大学物理系,锦州 121013

摘要: 采用基于密度泛函理论和局域密度近似的第一性原理分析了Ni掺杂ZnO磁性质.文中计算了8个不同几何结构的铁磁(FM)和反铁磁耦合能量,结果表明FM耦合更稳定.态密度结果显示Ni 3d 与O 2p发生杂化,导致费米能级附近电子态自旋极化.文中也分析了O空位对Ni掺杂ZnO铁磁性质的影响,O空位通过诱导电子调节FM耦合,从而稳定Ni掺杂ZnO铁磁性质,其强度足以引发室温铁磁性.通过Ni 3d能级耦合具体分析了Ni 掺杂ZnO铁磁性起源.另外,也分析了晶格应变对Ni掺杂ZnO FM耦合的影响.

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