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F原子吸附TiO
2
:Mn(001)稀磁半导体薄膜电子结构和磁性的第一性原理计算
李祥然, 李丹, 王春雷, 牛原, 赵红敏, 梁春军
计算物理 2014, 31 (
1
): 96-102.
摘要
（
344
）
PDF
（1808KB）（
1172
）
可视化
利用第一性原理方法计算Mn离子掺杂纯净TiO
2
(001)和F原子吸附的TiO
2
(001)薄膜的形成能、态密度和磁矩.F原子吸附明显降低TiO2:Mn薄膜体系的形成能.F原子的吸附导致Mn离子的磁矩减小,而表面O原子的磁矩增大.表面O原子的磁矩主要来源于O原子p
x
和p
y
轨道的自旋极化,研究表明表面吸附F原子更有利于Mn离子的掺杂,在一定程度上有利于获得结构稳定的铁磁态半金属特性的TiO
2
:Mn薄膜.
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ZnS(111)表面掺杂Mn的电子结构和磁性的第一性原理研究
宋德王, 牛原, 肖黎鸥, 李丹
计算物理 2013, 30 (
5
): 783-790.
摘要
（
361
）
PDF
（2379KB）（
1161
）
可视化
应用基于密度泛函理论的第一性原理,研究Mn原子掺杂在ZnS(111)表面的电子结构和磁性.对于单原子的掺杂组态,替位表面第一层的Zn原子时体系形成能最低,说明该层是最稳定的掺杂位置.体系总磁矩取决于Mn原子的局域环境.而对于双掺杂组态,当Mn与Mn之间呈短程铁磁耦合作用时体系最稳定.这可由Mn原子和近邻S原子的p-d杂化作用解释.此时,体系的居里温度估算值为469 K,明显高于室温,具有理论指导意义.Mn原子和受主半导体之间的相互作用是自旋极化产生的主要原因.计算结果表明,该掺杂材料可以很好的用来制作稀磁半导体,具有良好的应用前景.
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Mn掺杂ZnS(110)表面的电子结构和磁性
宋德王, 牛原, 肖黎鸥, 李丹
计算物理 2012, 29 (
2
): 277-284.
摘要
（
423
）
PDF
（6406KB）（
2881
）
可视化
采用基于密度泛函理论的第-性原理方法,研究Mn掺杂ZnS(110)表面的电子结构和磁性.计算分析不同掺杂组态的几何参数、形成能、磁矩、电子态密度以及电荷密度.结果表明:单个Mn原子掺杂,替位于表面第二层的Zn原子时体系形成能最低,说明该层是最稳定的掺杂位置.对于两个Mn原子的掺杂,当Mn与Mn之间呈反铁磁耦合时体系最稳定.体系的总磁矩和自由Mn原子的磁矩差别很小,但是Mn原子的局域磁矩却依赖于Mn原子的3d态和近邻S原子的3p态的杂化作用,即受周围S原子环境的变化影响较大.此外,分析电荷密度图得出Mn原子替换Zn原子后与S原子形成了更强的共价键.
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