搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

氧空位对Co掺杂TiO2稀磁半导体中杂质分布和磁交换的影响

孙运斌 张向群 李国科 杨海涛 成昭华

氧空位对Co掺杂TiO2稀磁半导体中杂质分布和磁交换的影响

孙运斌, 张向群, 李国科, 杨海涛, 成昭华
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Co掺杂TiO2稀磁半导体中氧空位对体系能量和磁性的影响. 通过对总能量的计算发现当引入氧空位后近邻杂质体系能量高于均匀掺杂体系, 同时氧空位易在Co近邻位置富集. 进而发现氧空位的存在及其占位可以影响Co离子间的磁交换, 近邻Co离子体系下氧空位的引入使Co离子间的铁磁耦合减弱; 非近邻Co离子体系下, 底面氧空位使Co离子间呈反铁磁耦合而顶点氧空位使Co离子间呈铁磁耦合. 总之, 氧空位的存在对Co掺杂TiO2材料的能量及磁性都有较大影响.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号: 2010CB934202)和国家自然科学基金资助的为课题.
    [1]

    Ohno H 1998 Science 281 951

    [2]

    Park Y D, Hanbichi A T, Erwin S C, Hellberg C S, Sullivan J M, Mattson J E, Ambrose T F, Wilson A, Spanos G, Jonker B T 2002 Science 295 651

    [3]

    Lin Q B, Li R Q, Zeng Y Z, Zhu Z Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 873 (in Chinese) [林秋宝, 李仁全, 曾永志, 朱梓忠 2006 物理学报 55 873]

    [4]

    Coey J M D 2006 Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 10 83

    [5]

    Matsumoto Y, Murakami M, Shono T, Hasegawa T, Fukumura T, Kawasaki M, Ahmet P, Chikyow T, Koshihara S, Koinuma H 2001 Science 291 854

    [6]

    Balcells L, Frontera C, Sandiumenge F, Roig A, Mart′?nez B 2006 Appl. Phys. Lett. 89, 122501

    [7]

    Wang Z J, Tang J K, Zhang H G, Golub V, Spinu L, Tung L D 2004 J. Appl. Phys. 95 7381

    [8]

    Park W K, Ortega-Hertogs R J, Moodera J S, Punnoose A, Seehra M S 2002 J. Appl. Phys. 91 8093

    [9]

    Manivannan A, Glaspell G, Dutta P, Seehra M S 2005 J. Appl. Phys. 97 10D325

    [10]

    Kim D H, Yang J S, Kim Y S, Kim D W, Noh T W, Bu S D, Kim Y W, Park Y D, Pearton S J, Jo Y, Park J G 2003 Appl. Phys. Lett. 83 4574

    [11]

    Kang S H, Quynh H N T, Yoon S G, Kim E T, Lee Z, Radmilovic V 2007 Appl. Phys. Lett. 90 102504

    [12]

    Shutthanandan V, Thevuthasan S, Heald S M, Droubay T, Engelhard M H, Kaspar T C, McCready D E, Saraf L, Chambers S A, Mun B S, Hamdan N, Nachimuthu P, Taylor B, Sears R P, Sinkovic B 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4466

    [13]

    Song H Q, Chen Y X, Ren M J, Ji G 2005 Acta Phys. Sin. 54 369 (in Chinese) [宋红强, 陈延学, 任妙娟, 季刚 2003 物理学报 54 369 ]

    [14]

    Li G K, Zhang X Q, Wu H Y, Huang W G, Jin J L, Sun Y, Cheng Z H 2009 Chin. Phys. B 18 3551

    [15]

    Chen J, Rulis P, Ouyang L, Satpathy S, Ching W Y 2006 Phys. Rev. B 74 235207

    [16]

    Weng H M, Yang X P, Dong J M, Mizuseki H, Kawasaki M, Kawazoe Y 2004 Phys. Rev. B 69 125219

    [17]

    Yan W S, Sun Z H, Pan Z Y, Liu Q H, Yao T, Wu Z Y, Song C, Zeng F, Xie Y N, Hu T D, Wei S Q 2009 Appl. Phys. Lett. 94 042508

    [18]

    Mamiya K, Koide T, Fujimori A, Tokano H, Manaka H, Tanaka A, Toyosaki H, Fukumura T, Kawasaki M 2006 Appl. Phys. Lett. 89 062506

    [19]

    Murakami M, Matsumoto Y, Hasegawa T, Ahmet P, Nakajima K, Chikyow T, Ofuchi H, Nakai I, Koinuma H 2004 J. Appl. Phys. 95 5330

    [20]

    Kresse G, Furthmüller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [21]

    Blöchl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [22]

    Hill R J, Howard C J 1987 J. Appl. Cryst. 20 467

    [23]

    Sato K, Bergqvist L, Kudrnovsk′y J, Dederichs P H, Eriksson O, Turek I, Sanyal B, Bouzerar G, Katayama-Yoshida H, Dinh V A, Fukushima T, Kizaki H, Zeller R 2010 Rev. Mod. Phys. 82 1633

    [24]

    Kennedy R J, Stampe P A, Hu E H, Xiong P, Molnar S V, Xin Y 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2832

  • [1]

    Ohno H 1998 Science 281 951

    [2]

    Park Y D, Hanbichi A T, Erwin S C, Hellberg C S, Sullivan J M, Mattson J E, Ambrose T F, Wilson A, Spanos G, Jonker B T 2002 Science 295 651

    [3]

    Lin Q B, Li R Q, Zeng Y Z, Zhu Z Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 873 (in Chinese) [林秋宝, 李仁全, 曾永志, 朱梓忠 2006 物理学报 55 873]

    [4]

    Coey J M D 2006 Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 10 83

    [5]

    Matsumoto Y, Murakami M, Shono T, Hasegawa T, Fukumura T, Kawasaki M, Ahmet P, Chikyow T, Koshihara S, Koinuma H 2001 Science 291 854

    [6]

    Balcells L, Frontera C, Sandiumenge F, Roig A, Mart′?nez B 2006 Appl. Phys. Lett. 89, 122501

    [7]

    Wang Z J, Tang J K, Zhang H G, Golub V, Spinu L, Tung L D 2004 J. Appl. Phys. 95 7381

    [8]

    Park W K, Ortega-Hertogs R J, Moodera J S, Punnoose A, Seehra M S 2002 J. Appl. Phys. 91 8093

    [9]

    Manivannan A, Glaspell G, Dutta P, Seehra M S 2005 J. Appl. Phys. 97 10D325

    [10]

    Kim D H, Yang J S, Kim Y S, Kim D W, Noh T W, Bu S D, Kim Y W, Park Y D, Pearton S J, Jo Y, Park J G 2003 Appl. Phys. Lett. 83 4574

    [11]

    Kang S H, Quynh H N T, Yoon S G, Kim E T, Lee Z, Radmilovic V 2007 Appl. Phys. Lett. 90 102504

    [12]

    Shutthanandan V, Thevuthasan S, Heald S M, Droubay T, Engelhard M H, Kaspar T C, McCready D E, Saraf L, Chambers S A, Mun B S, Hamdan N, Nachimuthu P, Taylor B, Sears R P, Sinkovic B 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4466

    [13]

    Song H Q, Chen Y X, Ren M J, Ji G 2005 Acta Phys. Sin. 54 369 (in Chinese) [宋红强, 陈延学, 任妙娟, 季刚 2003 物理学报 54 369 ]

    [14]

    Li G K, Zhang X Q, Wu H Y, Huang W G, Jin J L, Sun Y, Cheng Z H 2009 Chin. Phys. B 18 3551

    [15]

    Chen J, Rulis P, Ouyang L, Satpathy S, Ching W Y 2006 Phys. Rev. B 74 235207

    [16]

    Weng H M, Yang X P, Dong J M, Mizuseki H, Kawasaki M, Kawazoe Y 2004 Phys. Rev. B 69 125219

    [17]

    Yan W S, Sun Z H, Pan Z Y, Liu Q H, Yao T, Wu Z Y, Song C, Zeng F, Xie Y N, Hu T D, Wei S Q 2009 Appl. Phys. Lett. 94 042508

    [18]

    Mamiya K, Koide T, Fujimori A, Tokano H, Manaka H, Tanaka A, Toyosaki H, Fukumura T, Kawasaki M 2006 Appl. Phys. Lett. 89 062506

    [19]

    Murakami M, Matsumoto Y, Hasegawa T, Ahmet P, Nakajima K, Chikyow T, Ofuchi H, Nakai I, Koinuma H 2004 J. Appl. Phys. 95 5330

    [20]

    Kresse G, Furthmüller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [21]

    Blöchl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [22]

    Hill R J, Howard C J 1987 J. Appl. Cryst. 20 467

    [23]

    Sato K, Bergqvist L, Kudrnovsk′y J, Dederichs P H, Eriksson O, Turek I, Sanyal B, Bouzerar G, Katayama-Yoshida H, Dinh V A, Fukushima T, Kizaki H, Zeller R 2010 Rev. Mod. Phys. 82 1633

    [24]

    Kennedy R J, Stampe P A, Hu E H, Xiong P, Molnar S V, Xin Y 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2832

  • [1] 张继业, 张建伟, 曾玉刚, 张俊, 宁永强, 张星, 秦莉, 刘云, 王立军. 高功率垂直外腔面发射半导体激光器增益设计及制备. 物理学报, 2020, 69(5): 054204. doi: 10.7498/aps.69.20191787
    [2] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [3] 周旭聪, 石尚, 李飞, 孟庆田, 王兵兵. 利用双色激光场下域上电离谱鉴别H32+ 两种不同分子构型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200013
    [4] 王琳, 魏来, 王正汹. 垂直磁重联平面的驱动流对磁岛链影响的模拟. 物理学报, 2020, 69(5): 059401. doi: 10.7498/aps.69.20191612
    [5] 李翔艳, 王志辉, 李少康, 田亚莉, 李刚, 张鹏飞, 张天才. 蓝移阱中单个铯原子基态磁不敏感态的相干操控. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20192001
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1684
  • PDF下载量:  598
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-21
  • 修回日期:  2011-05-17
  • 刊出日期:  2012-01-20

氧空位对Co掺杂TiO2稀磁半导体中杂质分布和磁交换的影响

  • 1. 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室, 北京 100190
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号: 2010CB934202)和国家自然科学基金资助的为课题.

摘要: 本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Co掺杂TiO2稀磁半导体中氧空位对体系能量和磁性的影响. 通过对总能量的计算发现当引入氧空位后近邻杂质体系能量高于均匀掺杂体系, 同时氧空位易在Co近邻位置富集. 进而发现氧空位的存在及其占位可以影响Co离子间的磁交换, 近邻Co离子体系下氧空位的引入使Co离子间的铁磁耦合减弱; 非近邻Co离子体系下, 底面氧空位使Co离子间呈反铁磁耦合而顶点氧空位使Co离子间呈铁磁耦合. 总之, 氧空位的存在对Co掺杂TiO2材料的能量及磁性都有较大影响.

English Abstract

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回