第一性原理计算Al原子及空位掺杂6H-SiC的电子结构和磁性能

• 作者: 余伟阳 张战营 张明军 徐永豪 林龙 王朋涛 祝令豪 陶华龙 黄敬涛
• 来源期刊: 硅酸盐学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 稀磁半导体 电子结构 磁性 第一性原理 碳化硅
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 页码范围: 519-525
• 页数: 7页
• 分类号: O474
• 语种: 中文
• DOI: 10.14062/j.issn.0454-5648.2019.04.14

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理,研究了6H-SiC的不同掺杂体系如碳空位(VC)掺杂体系、硅空位(VSi)掺杂体系及(Al,VSi)共掺杂体系的电子结构和磁性.结果表明:单独的VC或VSi掺杂体系具有微弱的磁性,而(VC,VSi)共掺杂体系呈现出强烈的磁性,其原因归结于VC和VSi之间强烈的耦合效应,致使碳原子附近的空位产生强烈的自旋极化.虽然在Al原子单独掺杂6H-SiC的体系中没有发现磁性,但是(Al,VSi)共掺杂体系具有明显的磁性,表明磁性并非源于Al原子的3p轨道,而是来源于C原子的2p轨道.研究结果为6H-SiC在稀磁半导体自旋电子器件上的潜在应用提供理论依据.