半金屬鐵磁體的電子結(jié)構(gòu)和磁性研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電子元件，比如二極管和三極管，它們的信息載體都是電子電荷，電子的自旋沒有被利用。近些年來，半導(dǎo)體自旋電子學(xué)(spintronics)的研究表明，稀磁半導(dǎo)體(DMS)能夠同時利用電子的電荷和自旋來進(jìn)行信息的處理和存儲。但目前的關(guān)鍵問題是自旋極化電子注入到半導(dǎo)體材料中的效率很低，這就需要尋找高自旋極化度的磁性材料。半金屬(half-metallic)鐵磁體有著較高的居里溫度和接近100﹪的高自旋極化率，因此，它無疑將會成為理想的半導(dǎo)體

2、自旋電子注入源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的性能得到了極大的提高，使得通過計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)新型功能材料成為可能。本文的目的是借助計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測新的半金屬鐵磁體。我們的工作是利用基于密度泛函理論(DFT)的平面波贗勢方法(PWPP)系統(tǒng)地對二元化合物CrS和CrP及閃鋅礦(zincblende)相半導(dǎo)體CdTe摻雜過渡金屬(V、Cr及Mn等)的電子結(jié)構(gòu)和磁性進(jìn)行研究。對于二元化合物CrS，我們的計(jì)算發(fā)現(xiàn)zincblende相的CrS的自旋向

3、上(majority-spin)的電子的能帶是金屬性的，而自旋向下(minority-spin)電子的能帶在費(fèi)米(Fermi)面附近有一個明顯的能隙(Energygap)。這個特性在原胞的晶格常數(shù)變化的-3﹪-20﹪范圍內(nèi)保持不變。并且，一個CrS分子的磁矩是4.000μB。所以，我們從理論上預(yù)言了zincblende相的CrS是一個比較穩(wěn)定的半金屬鐵磁體；而CrP的計(jì)算表明，zincblende相的CrP雖然也具有半金屬鐵磁性，但其半