新型稀磁半导体Fe掺杂LiZnP的光电性质

• 作者: 于越 刘明 刘焦 张恒源 杜成旭 杜颖妍 毋志民 贾倩 陈婷
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Fe掺杂LiZnP 电子结构 光学性质 第一性原理
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 445-452
• 页数: 8页
• 分类号: O472
• 字数: 5201字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2020.03.023

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算法研究了新型稀磁半导体Li1±y(Zn1-xFex)P(x=0,0.0625;y=0,0.0625)的电子结构、磁性及光学性质.结果表明,Fe的掺入使体系产生自旋极化杂质带,Fe的3d态与Li2s态,Zn4s态以及P3p态的态密度峰在费米能级处出现重叠,产生sp-d轨道杂化,此时体系净磁矩最大,材料表现出金属性,导电性增强.当Li空位时,导电性减弱,但杂质带宽度最大,居里温度最高.而Li填隙时,体系形成能最低,材料变为半金属性,表现为100％自旋注入,表明掺杂体系的磁性和电性可以分别通过Fe的掺入和Li的含量进行调控.对比光学性质发现,Li空位时,在介电函数虚部和复折射率函数的低能区出现新峰,扩大了对低频电磁波的吸收范围.能量损失函数表明掺杂体系具有明显的蓝移效应,且Li填隙时有更强的等离子共振频率.