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新型稀磁半导体Mn掺杂LiZnAs的第一性原理研究

王爱玲 毋志民 王聪 胡爱元 赵若禺

新型稀磁半导体Mn掺杂LiZnAs的第一性原理研究

王爱玲, 毋志民, 王聪, 胡爱元, 赵若禺
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法, 对纯LiZnAs, Mn掺杂的LiZnAs, Li过量和不足下Mn掺杂的LiZnAs体系进行几何结构优化, 计算并对比分析了体系的电子结构、半金属性、光学性质及形成能.结果表明新型稀磁半导体Li (Zn0.875Mn0.125) As, Li1.1 (Zn0.875Mn0.125) As和Li0.9 (Zn0.875Mn0.125) As均表现为100%自旋注入, 材料均具有半金属性, Li过量和不足下体系的半金属性明显增强. Li过量可以提高体系的居里温度, 改善材料的导电性, 使体系的形成能降低. 说明LiZnAs半导体可以实现自旋和电荷注入机理的分离, 磁性和电性可以分别通过Mn的掺入和Li的含量进行调控. 进一步对比分析光学性质发现, 低能区的介电函数虚部和复折射率函数明显受到Li的化学计量数的影响.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 612011119);教育部科学技术重点项目(批准号: 211152);重庆市教委科技项目(批准号: KJ110634)和重庆市高校创新团队项目(批准号: 201013)资助的课题.
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    Ohno H 1998 Science 281 951

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    Sato K, Bergqvist L, Kudrnovsky 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

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-16
  • 修回日期:  2013-03-25
  • 刊出日期:  2013-07-05

新型稀磁半导体Mn掺杂LiZnAs的第一性原理研究

  • 1. 重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 401331
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 612011119)

    教育部科学技术重点项目(批准号: 211152)

    重庆市教委科技项目(批准号: KJ110634)和重庆市高校创新团队项目(批准号: 201013)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法, 对纯LiZnAs, Mn掺杂的LiZnAs, Li过量和不足下Mn掺杂的LiZnAs体系进行几何结构优化, 计算并对比分析了体系的电子结构、半金属性、光学性质及形成能.结果表明新型稀磁半导体Li (Zn0.875Mn0.125) As, Li1.1 (Zn0.875Mn0.125) As和Li0.9 (Zn0.875Mn0.125) As均表现为100%自旋注入, 材料均具有半金属性, Li过量和不足下体系的半金属性明显增强. Li过量可以提高体系的居里温度, 改善材料的导电性, 使体系的形成能降低. 说明LiZnAs半导体可以实现自旋和电荷注入机理的分离, 磁性和电性可以分别通过Mn的掺入和Li的含量进行调控. 进一步对比分析光学性质发现, 低能区的介电函数虚部和复折射率函数明显受到Li的化学计量数的影响.

English Abstract

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