半金屬鐵磁體的電子結構和磁性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、傳統(tǒng)的電子元件,比如二極管和三極管,它們的信息載體都是電子電荷,電子的自旋沒有被利用。近些年來,半導體自旋電子學(spintronics)的研究表明,稀磁半導體(DMS)能夠同時利用電子的電荷和自旋來進行信息的處理和存儲。但目前的關鍵問題是自旋極化電子注入到半導體材料中的效率很低,這就需要尋找高自旋極化度的磁性材料。半金屬(half-metallic)鐵磁體有著較高的居里溫度和接近100﹪的高自旋極化率,因此,它無疑將會成為理想的半導體

2、自旋電子注入源。隨著科學技術的發(fā)展,計算機的性能得到了極大的提高,使得通過計算機模擬設計新型功能材料成為可能。本文的目的是借助計算機模擬預測新的半金屬鐵磁體。我們的工作是利用基于密度泛函理論(DFT)的平面波贗勢方法(PWPP)系統(tǒng)地對二元化合物CrS和CrP及閃鋅礦(zincblende)相半導體CdTe摻雜過渡金屬(V、Cr及Mn等)的電子結構和磁性進行研究。對于二元化合物CrS,我們的計算發(fā)現(xiàn)zincblende相的CrS的自旋向

3、上(majority-spin)的電子的能帶是金屬性的,而自旋向下(minority-spin)電子的能帶在費米(Fermi)面附近有一個明顯的能隙(Energygap)。這個特性在原胞的晶格常數(shù)變化的-3﹪-20﹪范圍內(nèi)保持不變。并且,一個CrS分子的磁矩是4.000μB。所以,我們從理論上預言了zincblende相的CrS是一個比較穩(wěn)定的半金屬鐵磁體;而CrP的計算表明,zincblende相的CrP雖然也具有半金屬鐵磁性,但其半

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