首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
     检索      

ZnO1-xCx稀磁半导体的磁特性的第一性原理和蒙特卡罗研究
引用本文:陈珊,吴青云,陈志高,许桂贵,黄志高.ZnO1-xCx稀磁半导体的磁特性的第一性原理和蒙特卡罗研究[J].物理学报,2009,58(3):2011-2017.
作者姓名:陈珊  吴青云  陈志高  许桂贵  黄志高
作者单位:福建师范大学物理系,福州 350007
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号:20005CB623605)、国家自然科学基金(批准号:60876069)和国家光电子晶体材料工程技术研究中心开放基金(批准号:2005DC105003)资助的课题.
摘    要:利用第一性原理计算得到C掺杂ZnO的电子结构,发现系统具有半金属的电子结构.从态密度的分析可以看到Zn-3d和C-2p电子具有强烈的杂化作用,这是体系具有相对稳定铁磁基态的原因.利用第一性原理得到的磁性耦合强度并结合蒙特卡罗模拟得到了C掺杂浓度为555%,833%,125%的ZnO1-xCx分别具有210 K,260 K,690 K的居里温度.同时,详细地分析了C掺杂引起的电子转移和C,Zn,O的s,p和d电子的自旋向上和自旋向下电子数的变化.通过比较研究,发现ZnO1-xCx的局域磁矩主要来源于Zn-3d 电子和C-2p 电子之间的相互作用,而局域磁矩耦合倾向于RKKY耦合. 关键词: 1-xCx')" href="#">ZnO1-xCx 磁性 第一性原理 蒙特卡罗模拟

关 键 词:ZnO1-xCx  磁性  第一性原理  蒙特卡罗模拟
收稿时间:2008-08-13

Ferromagnetism of C doped ZnO: first-principles calculation and Monte Carlo simulation
Chen Shan,Wu Qing-Yun,Chen Zhi-Gao,Xu Gui-Gui,Huang Zhi-Gao.Ferromagnetism of C doped ZnO: first-principles calculation and Monte Carlo simulation[J].Acta Physica Sinica,2009,58(3):2011-2017.
Authors:Chen Shan  Wu Qing-Yun  Chen Zhi-Gao  Xu Gui-Gui  Huang Zhi-Gao
Abstract:In this work, the electronic structure and the stability of ferromagnetism of C-doped ZnO are studied by first-principles calculations and Monte Carlo simulation. The calculated results indicate that the ferromagnetic ground state is stabilized by its half-metallic electronic structure which originates from the strong hybridization between Zn-3d and C-2p electrons. Meanwhile, by using the coupling strength obtained from first-principles calculations and Monte Carlo method, the Curie temperatures of ZnO1-xCxx=555%, 833% and 125%) are predicted to be 210, 260 and 690 K, respectively, which is generally consistent with theroetical and experimental results. The electronic transfer resulting from C doping, and the changes between spin-up and spin-down electron changes for s, p and d electrons of C, Zn, O atom are analyed in detail. The simulated results show that, the local magnetic moments of ZnO1-xCx originate mainly from the hybridization interaction between Zn-3d and C-2p electrons, while the magnetic coupling between the local magnetic moments is preferentially the RKKY coupling.
Keywords:ZnO1-xCx  magnetic properties  fist-principles calculation  Monte Carlo
本文献已被 万方数据 等数据库收录!
点击此处可从《物理学报》浏览原始摘要信息
点击此处可从《物理学报》下载免费的PDF全文
设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号