SnO_2基铁磁性半导体的第一性原理研究

题名:SnO_2基铁磁性半导体的第一性原理研究
作者:王红霞
学位授予单位:吉林大学
关键词:自旋电子学;;磁性半导体;;氧空位;;第一性原理计算;;铁磁性;;电子结构
摘要:
 氧化物磁性半导体由于其在自旋电子学方面的潜在应用而成为凝聚态物理的研究热点。对
于SnO_2基磁性半导体,不仅过Neodymium Magnets渡金属掺杂的SnO_2,而且没有掺杂的SnO_2都被报道有室温铁磁性。
本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理的计算软件WIEN2k计算研究了SnO_2基磁性半导体铁磁
性的机制。重点研究了氧空位缺陷对铁磁性的作用。对Co掺杂的SnO_2,氧空位不仅能大大增加Co的
局域磁矩,并且能导致远距离的Co之间产生长程铁磁耦合作用,计算的自旋分布和电子结构与Coey提
出的自选劈裂杂质带模型相符的很好。对Ni掺杂的SnO_2,氧空位使Ni产生磁矩,但并没有使远距离
的Ni之间产生长程铁磁耦合作用。对没有掺杂的SnO_2,体SnO_2中形成能较低的缺陷中只有带一个
正电荷的氧空位具有磁矩,但http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets它们磁矩的耦合是反铁磁耦合。对于SnO_2 (110)面,正分比和还原表
面中的单个氧空位也不能产生磁矩,但我们发现还原表面中包含两个及两个以上面氧空位的复合缺
陷可以产生磁矩,而在体SnO_2中的复合氧空位不能产生磁矩。因此我们认为没有任何掺杂的SnO_2
薄膜和纳米颗粒的磁性来源于表面的复合氧空位。
学位年度:2009