Cu掺杂ZnO稀磁半导体磁电性能影响的模拟计算?

• 作者: 乌云 侯清玉 许镇潮 赵二俊
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Cu掺杂ZnO 电子结构 磁电性能 第一性原理
• 年，卷（期）: 2015,（16）
• 页码范围: 167201-1-167201-10
• 页数: 1页
• 字数: 6389字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.167201

摘要

在Cu重掺杂量摩尔数为0.02778—0.16667的范围内,对ZnO掺杂体系磁电性能影响的第一性原理研究鲜见报道.采用基于自旋密度泛函理论的平面波超软赝势方法,用第一性原理计算了两种不同Cu单掺杂量Zn1?xCuxO (x=0.02778,0.03125)超胞的能带结构分布和态密度分布.结果表明,掺杂体系是半金属化的稀磁半导体； Cu掺杂量越增加、相对自由空穴浓度越增加、空穴有效质量越减小、电子迁移率越减小、电子电导率越增加.此结果利用电离能和Bohr半径进一步获得了证明,计算结果与实验结果相符合.在限定的掺杂量0.02778—0.0625的条件下, Cu单掺杂量越增加、掺杂体系的体积越减小、总能量越升高、稳定性越下降、形成能越升高、掺杂越难.在相同掺杂量、不同有序占位Cu双掺ZnO体系的条件下,双掺杂Cu-Cu间距越增加,掺杂体系磁矩先增加后减小；当沿偏a轴或b轴方向Cu—O—Cu相近邻成键时,掺杂体系会引起磁性猝灭；当沿偏c轴方向Cu—O—Cu相近邻成键时,掺杂体系居里温度能够达到室温以上的要求.在限定的掺杂量0.0625—0.16667的条件下,沿偏c轴方向Cu—O—Cu相近邻成键时, Cu 双掺杂量越增加,掺杂体系总磁矩先增加后减小.计算结果与实验结果变化趋势相符合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	侯清玉	内蒙古工业大学理学院	43	191	7.0	9.0
2	赵二俊	内蒙古工业大学理学院	7	14	2.0	3.0
3	乌云	内蒙古化工职业学院化学工程系	12	32	3.0	4.0
4	许镇潮	内蒙古工业大学理学院	4	14	2.0	3.0