LaAlO3晶体点缺陷的电子结构和磁性的第一性原理研究

利用密度泛函理论计算了LaAlO3晶体点缺陷的电子结构和磁学性质.结果表明,LaAlO3中La,Al空位缺陷具有铁磁性,O空位缺陷没有磁性.La,Al空位磁性源于体系中所有O原子2p轨道的部分极化.     

C和F掺杂p型ZnO的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对C/F单掺杂ZnO和C-F共掺杂ZnO的O位体系进行了研究,讨论了掺杂体系的稳定性、电子结构和电学性质、光学性质.研究结果表明C和F共掺的形成能比C单掺的形成能小很多,即C和F共掺增加了体系的稳定性;计算获得的电导率之比分别为σC-ZnO/σZnO=9.45,σF-ZnO/σZnO=6.78,σC-F-ZnO/σZnO=19.62,显然,C和F共掺杂对ZnO体系的电导率增强效果最明显;载流子迁移率之比μC-ZnO/μZnO=1.67,μF-ZnO/μZnO =2.31,μC-F-ZnO/μZnO=2.50,说明C和F共掺增加了载流子迁移率.综合电导率和载流子迁移率二者结果,可认为C和F共掺极大地提高了ZnO的导电性.ZnO掺杂体系在可见光波长范围内透射率大于95;,具有良好的透光性.计算结果为实验上制备p型透明导电ZnO材料提供了理论指导.     

第一性原理研究二维GaN的电子结构和光学性能

二维GaN是一种性能优良的半导体光电材料,用途广泛.因此,基于密度泛函理论采用广义梯度近似方法系统研究单层、双层和三层二维GaN的电子结构和光学性质,并与三维GaN体材料进行比较.结果表明:随着维数的降低,二维GaN的能带变宽,各能级的能量值起伏变大;不同于三维GaN,二维GaN量子尺寸效应明显,N的2s态和2p态相互作用增强,出现能带重叠,呈现较好的导电特性;分析费米能级发现导带底附近存在明显表面态,这是因为Ga的4s电子态的贡献;随着二维GaN层数的增加,对紫外光的反射特性越来越好,在特定的能量范围内,二维GaN的能量损失为零.由此可知,研究二维GaN的电子结构和光学性质有助于二维GaN在纳米光电器件中的应用.     

石墨烯纳米带异质结的热自旋输运性质的研究

石墨烯纳米带及其异质结因其丰富而优异的物理性质,引起了人们的广泛关注.基于密度泛函理论结合非平衡态格林函数方法研究了不同宽度碳链N(N=6、8、10)的单氢钝化和双氢钝化的石墨烯纳米带所构成的异质结的热自旋输运特征,在N=6体系中发现了热自旋过滤效应;N=8体系中发现了自旋塞贝克效应;N=10体系中发现了自旋塞贝克效应、负微分自旋塞贝克效应以及热负微分电阻效应,为热自旋纳米电子学器件的研究提供了理论指导.     

YFe2B2电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函理论,从头计算了具有ThCr₂Si₂型四方晶系的稀土金属化合物Yfe₂B₂体相的物理特性.能量计算结果表明Yfe₂B₂体相处于顺磁金属态;而能带结构、态密度、布居数以及差分电荷　分布的计算结果表明Y原子的5s,5p电子具有很强的局域性;Fe原子的3d电子和B的1s,2s和2p电子强烈耦合,使得最近邻Fe原子与B原子形成了Fe—B共价键;最近邻的两个Fe原子之间由于 关键词： 稀土金属化合物 第一性原理计算 能带结构 态密度     

Pr0.5Ca0.5MnO3/Si异质结输运特性和整流特性研究

利用固相反应法制备Pr_0.5Ca_0.5MnO₃(PCMO)靶材,并采用脉冲激光沉积法(PLD)在n型Si(111)基片上沉积PCMO外延薄膜,研究了薄膜的输运特性及薄膜与Si衬底形成异质结的整流特性.结果表明:在80—300 K温度范围内,PCMO薄膜的阻温关系符合变程跳跃模型,随着温度的升高表现出从一维到二维再到三维的转变,分析认为可能源于轨道自由度对电子输运特性的影响.PCMO/Si异质结在磁场作用下整流特性得到改善,且在正向电流方向出 关键词： 0.5Ca_0.5MnO₃')" href="#">Pr_0.5Ca_0.5MnO₃ Si 整流 正磁电阻     

LaAlO3(100),(110)和(111)衬底上La0.7Sr0.3MnO3薄膜的输运和光诱导特性研究

采用脉冲激光沉积(PLD)的方法分别在LaAlO3(100),(110)和(111)衬底上沉积了La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)外延薄膜,研究了不同晶面取向对薄膜输运和光诱导特性的影响。实验结果表明随着垂直膜面晶格不匹配度的增加,薄膜的相变温度向低温方向移动,而电阻率和光致电阻率变化值(Δρ)则增大,分析表明这一现象的出现可归结于晶格失配致使双交换作用减弱。     

N掺杂LaAlO3电子结构的第一性原理研究

采用第一性原理计算N掺杂LaAlO3的稳定性、电子结构和磁学性质.计算结果表明:N掺杂LaAlO3的结构稳定;而且从生成焓数值看,替位掺杂比间隙掺杂结构更稳定.形成能计算结果表明,还原环境比氧化环境更适合N掺杂,并且在还原环境下,NH3作为N源生成替位掺杂的LaAlO3-x Nx的形成能最小,即最容易形成替位掺杂.N替代LaAlO3中的O原子和位于LaAlO3晶胞间隙均产生铁磁性,其磁性均源于掺杂N-2p电子与体系价带顶O-2p电子间的p-p耦合作用.     

N掺杂钛酸盐的电子结构和磁性研究

基于密度泛函理论,从头计算了N掺杂立方结构钛酸盐的电子结构和磁学性质.结果表明,N掺杂钛酸盐在自旋极化状态下的总能量比自旋非极化状态下的总能量小,说明N掺杂钛酸盐的基态具有铁磁性.从态密度和自旋密度分析可知,其磁性源于掺杂的N 2p电子和价带顶O 2p电子间的p-p耦合作用. 关键词： 钛酸盐 电子结构 磁学性质     

La0.88 Te0.12 MnO3/Si异质结的整流和光伏特性研究

采用脉冲激光沉积法制备了La_0.88Te_0.12MnO₃(LTMO)/Si异质结,该异质结具有光生伏特效应和良好的整流特性.光生电压在394 μs的时间内很快增加到最大值然后逐渐减小.在T=80 K时,光生电压的最大值大约是13.7 mV.随着温度的升高,热涨落致使光生电压最大值总体呈现减小趋势,而且是非线性减小,这主要是由LTMO层发生金属绝缘体转变而导致的LTMO层能带结构的变化引起的. 关键词： 异质结 光生伏特效应 电子掺杂