空位缺陷及Mg替位对纤锌矿（Ga，Mn）N电子结构和磁光性能的影响?

• 作者: 刘宁庄 娄永乐 岳改丽 张岩 张超 徐大庆 李培咸 杨波
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: GaN 第一性原理 电子结构 磁光性能
• 年，卷（期）: 2016,（19）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 197501-1-197501-12
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.197501

摘要

采用自旋密度泛函理论框架下的广义梯度近似(GGA+U )平面波超软赝势方法,构建了未掺杂纤锌矿GaN超胞、三种不同有序占位Mn双掺GaN,(Mn, Mg)共掺杂GaN以及存在空位缺陷的Mn掺杂GaN超胞模型,分别对所有模型的能带结构、电子态密度、能量以及光学性质进行了计算.计算结果表明：与纯的GaN相比, Mn掺杂GaN体系的体积略有增大,掺杂体系居里温度能够达到室温以上；随着双掺杂Mn-Mn间距的增大,体系总能量和形成能升高、稳定性下降、掺杂越难；(Mn, Mg)共掺杂并不能有效增大掺杂体系磁矩,也不能达到提高掺杂体系居里温度的作用； Ga空位缺陷和N空位缺陷的存在不利于Mn掺杂GaN形成稳定的铁磁有序.此外, Mn离子的掺入在费米能级附近引入自旋极化杂质带,正是由于费米能级附近自旋极化杂质带中不同电子态间的跃迁,介电函数虚部在0.6868 eV附近、光吸收谱在1.25 eV附近分别出现了一个较强的新峰.