金屬滲透對8-羥基喹啉鋁有機半導(dǎo)體電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)的影響.pdf

1、有機自旋電子學(xué)是有機半導(dǎo)體與自旋電子學(xué)相結(jié)合的一門新學(xué)科。有機半導(dǎo)體具有弱的自旋軌道耦合和忽略不計的超精細作用，這使得載流子的自旋弛豫時間相對較長，因此有機半導(dǎo)體成為自旋極化輸運的理想候選材料。比如π-共軛有機導(dǎo)體Alq3已經(jīng)被證明可以更好的應(yīng)用在有機自旋閥中，并且發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻(GMR)效應(yīng)。盡管如此，人們無法解釋Alq3顯著的隧道磁電阻值等。這些問題的存在已經(jīng)大大的妨礙Alq3基的有機自旋電子學(xué)的進一步發(fā)展。最近有實驗研究發(fā)現(xiàn)，Al

2、q3中存在金屬滲透現(xiàn)象，但是這種現(xiàn)象是否對有機自旋閥中的磁阻有影響還不清楚。
　　 在這篇文章中我們運用了密度泛函理論計算方法系統(tǒng)的研究了不同的金屬(Na，Mg，Al，Ga Sn和Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu)滲透 Alq3有機半導(dǎo)體對其電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)的影響。我們重點討論金屬滲透三個相對穩(wěn)定位置的情況，研究不同位置對自旋極化的影響及意義并通過態(tài)密度和自旋密度圖分析極化的來源和機制，研究發(fā)現(xiàn)滲透的位置不同對自旋極化產(chǎn)生有重要的

3、影響；以Na，Al，Ga為代表最外層有單電子的非過渡金屬，他們滲透Alq3分子中后，自旋極化主要由喹啉環(huán)上C的2p和N的2p軌道雜化貢獻；以Mg和Sn為代表最外層電子配對的非過渡金屬，他們滲透Alq3分子中后；自旋極化主要由電荷轉(zhuǎn)移后剩余的Mg的3s和Sn的5p軌道上的電子貢獻；以3d過渡金屬為代表，相應(yīng)的自旋極化主要有這些金屬的3d軌道上的電子貢獻。此外，我們還做了不同的金屬(Na，Mg，Al，Ga，Sn和Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu