位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
Fe掺杂SnO2稀磁半导体超精细场的第一性原理计算
  • ISSN号:0253-3219
  • 期刊名称:《核技术》
  • 时间:0
  • 分类:O474[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国原子能科学研究院,北京102413
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.11305271、No.91126002)和科技部重大专项(No.2012ZX06004-005-005)资助
中文摘要:

采用基于密度泛函理论线性缀加平面波方法的WIEN2k程序,计算Fe掺杂SnO2稀磁半导体的电子结构和磁性,计算中性电荷态Fe^0和电荷受主态Fe^1-或Fe^2-。结果表明,Fe掺杂SnO2的基态都是铁磁态,O空位更容易出现在Fe原子周围。中性电荷态Fe^0磁矩较小,Fe^1-或Fe^2-态磁矩变大,并且计算的磁超精细场和磁矩与穆斯堡尔谱测量结果相符合。电子结构分析表明,掺杂Fe-3d轨道与氧八面体O-2p轨道相互作用,造成3d轨道能级分裂。不同电荷态下,能级分裂的程度不同,从而影响电子填充3d轨道的模式。3d轨道中未成对电子数增加,处于高自旋态的Fe原子是产生巨磁矩的原因。

英文摘要:

Background: The study of the diluted ferromagnetic semiconductors with a curie temperature well above room temperature has been paid too much attention, which has potential applications in spin electronics. Purpose: For a better understanding of the origin of the ferromagnetism, especially in the presence of O vacancies, the microscopic electronic structure and hyperfine fields are required. Methods: An ab initio calculations magnetic hyperfine fields in the Fe doped SnO2 were performed by the Wien2k code embodying the full-potential linearized augmented plane-wave method for two charge states of the impurity that occupies two different cases of the neutral impurity state Fe^0 and the charged acceptor state Fe^1- or Fe^2-. The Fe doped SnO2 can provide one or two electrons via oxygen donor vacancies. Results: The present results illustrate clearly that the energy level splitting of the Fe-3d orbit with O vacancies and without O vacancies for the (SnO2)lsFeO2+le and (SnO2)lsFeO2+2e valences resulted in the increasing of the unpaired electrons and the leading of Fe atoms into the high spin states, producing the giant magnetic moment. Conclusion: The calculated Fe magnetic moment for the (SnO2)15FeO2+1e is 5μB, which is consistent with the magnetic moment of 5.1μB measured by the M6ssbauer spectroscopy.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《核技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海应用物理研究所 中国核学会
  • 主编:朱德彰
  • 地址:上海800-204信箱
  • 邮编:201800
  • 邮箱:LHB@sinap.ac.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3219
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1342/TL
  • 邮发代号:4-243
  • 获奖情况:
  • 2000年中科院优秀期刊奖,中国中文核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 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,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7912