鲜晶晶
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毋志民
,
邓军权
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杨磊
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崔玉亭
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胡爱元
,
赵若禺
,
王敏娣
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.08.008
采用平面波超软赝势和广义梯度近似的第一性原理计算方法,对本征 AlN 和掺杂体系 AlN ∶Cu,AlN∶Mg,AlN∶Cu-Mg 的超晶胞进行了几何优化,计算了它们的电子结构、能带、态密度、磁矩及光学性质等。结果表明,AlN ∶ Cu,AlN ∶ Mg 均表现为100％自旋注入,材料均具有半金属性质,其中 Cu 掺杂体系的半金属性更稳定；AlN∶Cu-Mg 共掺体系在能隙深处产生杂质带,具有金属性,改善了材料的高阻抗现象。研究发现 Cu 掺杂体系的磁矩最大,Cu-Mg共掺体系较 Mg 单掺的净磁矩有所减少。进一步分析光学性质发现,杂质离子的引入使得低能区的介电函数和复折射率函数出现明显的峰值,其中共掺体系的峰值最大,明显增强了体系对低频电磁波的吸收。
关键词:
Cu
,
Mg掺杂AlN
,
电子结构
,
光吸收
,
第一性原理
王敏娣
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毋志民
,
胡爱元
,
崔玉亭
,
徐建
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.04.024
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,结合局域自旋密度近似和 Hubbard U 修正,对不同Co离子自旋态下及Ga掺杂LaCoO3的超晶胞体系进行了几何结构优化,计算并分析了它们的电子结构。结果表明,当Co离子处于低自旋态时,LaCo O 3为非磁绝缘性的绝缘体；当 Co 离子被激发到中间自旋态时,由于强烈的p-d轨道杂化作用,LaCo O 3转变成一个有磁性的半金属体；当Co离子处于高自旋态时,体系呈现金属铁磁性,磁矩由中间自旋态的0．91μB 增大到高自旋态的2．2μB。Ga掺杂后,体系的Co3d态电子和 Ga4p态电子以及 O2p 态电子在费米能级附近发生p-d轨道杂化,引入杂质带,形成受主能级,使体系的导电能力增强,体系呈现半金属铁磁性,其净磁矩为4．01μB。
关键词:
Ga掺杂LaCoO3
,
Co3+自旋态
,
电子结构
,
第一性原理
