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单层GaSe表面Fe原子吸附体系电子自旋性质调控

卢奕宏 柯聪明 付明明 吴志明 康俊勇 张纯淼 吴雅苹

单层GaSe表面Fe原子吸附体系电子自旋性质调控

卢奕宏, 柯聪明, 付明明, 吴志明, 康俊勇, 张纯淼, 吴雅苹
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-07
  • 修回日期:  2017-06-03
  • 刊出日期:  2017-08-20

单层GaSe表面Fe原子吸附体系电子自旋性质调控

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61674124,11304257,11604275,61227009)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2016YFB0400801)、福建省自然科学基金(批准号:2014J01026,2016J01037,2015J01028)和厦门大学校长基金(批准号:20720160122,20720150033,20720160044)资助的课题.

摘要: Ⅲ族金属单硫化物因其优越的光电和自旋电子特性而备受关注,实现对其自旋性质的有效调控是发展器件应用的关键.本文采用密度泛函理论系统地研究了GaSe表面Fe原子吸附体系的几何构型及自旋电子特性.Fe/GaSe体系中Fe吸附原子与最近邻Ga,Se原子存在较强的轨道耦合效应,使体系呈现100%自旋极化的半金属性.其自旋极化贡献主要来源于Fe-3d电子的转移及Fe-3d,Se-4p和Ga-4p轨道杂化效应.对于Fe双原子吸附体系,两Fe原子之间的自旋局域导致原本从Fe转移至GaSe的自旋极化电荷量减少,从而费米能级附近的单自旋通道转变为双自旋通道,费米能级处的自旋极化率转变为0.研究结果揭示了Fen/GaSe吸附体系自旋极化特性的形成和转变机制,可为未来二维自旋纳米器件的设计与构建提供参考.

English Abstract

参考文献 (23)

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