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半导体 ZnS:Co 的电子结构与磁性研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TM271[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]上海电力学院太阳能研究所,上海200090
  • 相关基金:国家自然科学基金(10804072)上海市青年科技启明星计划(跟踪)(11QH1401000);教育部科学技术研究重点项目(211055);上海市科委重点项目(12JC1404400,11160500700);上海市教育委员会科研创新项目(11ZZ168)
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了闪锌矿结构Co掺杂ZnS体系的电子结构和磁性。通过计算掺杂后组态的几何参数、形成能、磁矩、电子态密度以及电荷密度,发现单个Co原子掺杂,替换超晶胞(2×2×2)中心的Zn原子后体系形成能小于0,可以实现掺杂,且在费米能级处出现自旋极化现象,体系具有半金属特性。通过对2个Co原子的掺杂情况的计算,发现Co-S-Co反铁磁耦合、Co—S—Zn-S—Co铁磁耦合时体系最稳定,同时解释了Co掺杂ZnS体系的铁磁性产生机理。

英文摘要:

The electronic structure and magnetic properties of Co-doped ZnS (zinc blende) were studied with the first-principle method using PW91 within the generalized gradient approximation (GGA) for exchange-correlation. Geometric parameters, formation energies, magnetic moments, density of states, and electron charge densities were investigated. It is found that the formation energy is less than 0 as one Co atom is doped into the middle of the super cell (2×2×2), which indicates that this structure is stable for Co-doping. And the density of states (DOS) near to the Fermi level (Er) indicates the presence of a half-metallic character which is caused by p-d hybridization between the Co 3d and S 3p. When two Co atoms are doped into the ZnS (zinc blende), antiferromagnetic (AFM) state is the most stable configuration in the system of Co-S-Co. But in the case of Co-S-Zn-S-Co, the most stable configuration is ferromagnetic (FM) state.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715