Al掺杂对Fe2Si电子结构和磁学特性的影响

• 作者: 吕林 岑伟富 李瑞杰 杨吟野 谢泉
• 来源期刊: 磁性材料及器件
• 学科: 物理学
• 关键词: Fe2Si体系 Al掺杂 电子结构 磁学特性 第一性原理
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 研究·分析·实验
• 页码范围: 5-9
• 页数: 5页
• 分类号: O441.6
• 字数: 3320字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19594/j.cnki.09.19701.2018.02.002

摘要

采用第一性原理的贋势平面波方法,计算了无掺杂和Al掺杂Fe2Si体系的电子结构和磁学特性,并分析了Al掺杂对Fe2Si体系电磁特性的影响.计算结果表明,未掺杂和Al掺杂Fe2Si体系为半金属铁磁体,自旋向上的能带结构穿过费米面表现为金属特性,未掺杂 Fe2Si 体系自旋向下的能带表现为间接带隙半导体特性,带隙值为0.464 eV;Al掺杂Fe2Si体系自旋向下的能带表现为Z间的直接带隙半导体特性,带隙值为0.541 eV.Al掺杂使各原子磁矩和 Fe2Si 体系的总磁矩均减小,体系的带隙值增加,相应的半金属隙也增加,并且使得体系自旋向下部分由间接带隙变为直接带隙半导体.Fe2Si体系的半金属性和磁性主要来源于Fe-3d电子之间的d-d交换,Si-3p电子与Fe-3d电子之间的p-d杂化.综上所述,掺杂是调控半金属铁磁体Fe2Si电磁特性的有效手段.