Co掺杂4H-SiC电子结构的第一性原理计算

• 作者: 何明 张志华 张战营 徐永豪 曹建亮 李先宏 林龙 祝令豪 陶华龙
• 来源期刊: 中国有色金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 稀磁性半导体 电子结构 磁性 第一性原理 4H-SiC
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 2114-2119
• 页数: 6页
• 分类号: TB333
• 字数: 2549字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.10.19

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法研究Co掺杂4H-SiC的电子结构和磁性.计算结果表明:Co掺杂引入了空穴,产生自旋极化.Co掺杂4H-SiC的价带顶和导带底分别由Co的3d态和C的2p态占据,而Si的2p轨道作用较小.通过计算10种可能的掺杂位置,确定了铁磁性最稳定的组态.由于Co0:3d-C:2p-Co6:3d链之间存在一定的耦合关系,Co与C原子间强烈的d-p轨道杂化使得Co掺杂4H-SiC处于较稳定的铁磁基态.Co的引入使得基体空穴增加,缺陷调节下空穴载流子的远程交换(RKKY)机制导致了铁磁性的出现.