稀磁半導(dǎo)體Al-,1-x-Cr-,x-N和Al-,1-x-V-,x-N的第一性原理研究.pdf

1、稀磁半導(dǎo)體(DMS)在傳統(tǒng)半導(dǎo)體的基礎(chǔ)上引入了自旋這一新的自由度，使之可能成為微電子工業(yè)有廣泛應(yīng)用前景的新型電子器件。近年來(lái)，人們對(duì)其進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，主要集中在以下幾個(gè)方面的探索：(1)DMS材料中的電子結(jié)構(gòu)、自旋輸運(yùn)等；(2)DMS材料的鐵磁性起源；(3)影響DMS居里溫度的因素。AlN是一種寬帶隙半導(dǎo)體，AlN基的稀磁半導(dǎo)體不僅可能具有更高的居里溫度，而且可以制成多種可能的全半導(dǎo)體自旋電子器件，因此極具研究?jī)r(jià)值。本文采用

2、基于密度泛函理論的第一性原理超軟贗勢(shì)平面波方法，通過(guò)構(gòu)造超原胞模型，對(duì)Al1-xCrzN和Al1-xVzN體系的基態(tài)電子結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)進(jìn)行了研究。 首先，對(duì)體系的晶格參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，得出了晶格常數(shù)隨摻雜濃度的變化關(guān)系；同時(shí)，也對(duì)兩種濃度(x=0.03125，0.0625)下體系的鐵磁相進(jìn)行了能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度的計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)其電子結(jié)構(gòu)和磁性進(jìn)行了分析。 其次，我們計(jì)算了兩個(gè)Al原子分別被Cr或V原子替代時(shí)體系處于鐵磁