摻雜對單層硒化錫磁性和電子結構的影響.pdf

1、Ⅳ-Ⅵ族半導體材料具有獨特的熱電、光電和磁學等性質。作為第四主族和第六主族元素組合半導體材料，硒化錫已經(jīng)通過實驗成功制備。其兩種組成元素Sn和Se在地球上的儲量十分豐富，且均為環(huán)境友好型元素。其塊體材料直接帶隙為1.3eV，間接帶隙為0.9eV，可用于制作太陽能電池。另外，硒化錫可被使用于制作光學器件、內(nèi)存交換設備、紅外線光電設備和鋰蓄電池的陽極材料等。正是硒化錫的這一特性促使人們對其熱電性質的研究產(chǎn)生極大的興趣，從而忽視了它在磁性半導

2、體方面的潛在性能。本文采取密度泛函理論方法，結合贗勢和超元胞模型，利用VASP程序包系統(tǒng)研究了電場對Ti，Zn原子摻雜單層硒化錫磁性的影響和N，P，Cl摻雜對單層硒化錫電子結構的影響。其主要內(nèi)容和結果如下:
　　1.電場對Ti，Zn原子摻雜單層硒化錫磁性的影響
　　采用基于第一性原理的密度泛函理論對Ti和Zn摻雜單層硒化錫的磁性進行研究。硒化錫中的錫元素被替代。計算表明Ti比Zn更易在單層硒化錫體系中摻雜。Ti摻雜體系具有磁

3、性，體系的費米能級向導帶移動，而Zn摻雜單層硒化錫體系不具有磁性。加外電場使得Ti和Zn在單層硒化錫中摻雜變難，外電場會引起Ti摻雜單層硒化錫體系的電荷重新分布。在-0.4～0.4 V/(A)范圍內(nèi)，外電場對Ti和Zn摻雜硒化錫體系的磁性影響很小。
　　2.N、P、Cl摻雜對單層硒化錫電子結構的影響
　　采用基于第一性原理的密度泛函理論對N、P和Cl摻雜單層硒化錫的電子結構進行研究。硒化錫中的硒元素被替代。N、P和Cl摻雜后