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第一主族元素(Li,Na,K)和第二主族元素(Be,Mg,Ca)掺杂二维六方氮化硼单层的第一性原理计算研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:O631.24[理学—高分子化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南开大学信息学院,天津300071
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CB606405)、国家自然科学基金(批准号:10974099)和中央高校基本科研业务费专项(编号:65012031)资助的课题.
  • 相关项目:d0铁磁性的第一原理计算研究
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了第一、第二主族元素取代六方BN单层中的B的几何结构、磁性性质和电子结构.研究发现,掺杂的BN单层出现明显的自旋极化特性.对Li,Na,K而言,掺杂后超胞的总磁矩为2μB,对Mg,Ca而言,超胞的总磁矩为1μB,磁矩主要局域在与杂质原子最近邻的N原子上.而对于Be,超胞的总磁矩为0.705μB,磁矩分散在所有的N原子上.对于6种掺杂情况,给出了相应的自旋密度图.掺杂体系产生明显的杂质能级,给出了总态密度和局域投影态密度等结果,分析了杂质能级的产生.发现Mg和Ca掺杂体系的态密度具有明显的半金属特性.

英文摘要:

Using the first principles calculations based on the density-functional theory, we study the geometric structures, magnetisms, and electronic structures of h-BN monolayer with group IA/IA elements (Li, Na, K, B, Mg and Ca) replacing B as impurities. It is shown that the nonmagnetic substitutional impurities can induce spin polarization in nonmagnetic BN monolayer. For Li, Na and K impurities, the total magnetic moment of the supercell is 2μB; for Mg and Ca, it is 1 μB. The magnetic moments are mainly localized on the nearest neighbor N atoms. The magnetic moment of the supercell with Be impurity is 0.705 μB, distributed over all N atoms. Spin polarized densities of states are presented, including total density of states and orbital-projected partial density of states. The origin of local magnetic moments and impurity energy level are explained. It is also found that the Mg and Ca doped systems are half metallic.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 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:49876