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Mg2Si:Fe 电子结构及磁性的理论研究
引用本文:廖杨芳,谢泉,肖清泉,项飞羽,杨真.Mg2Si:Fe 电子结构及磁性的理论研究[J].低温物理学报,2018(1):17-23.
作者姓名:廖杨芳  谢泉  肖清泉  项飞羽  杨真
作者单位:贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所;贵州师范大学物理与电子科学学院
摘    要:采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法研究了Mg_2Si:Fe体系的电子能带结构、态密度和磁性.结果表明:掺入的Fe原子优先占据晶格中的空隙位,也可能代替晶格中的Mg位.从能带结构和态密度可以看出,当Fe原子位于晶格中空隙位时,系统显示出金属性;当Fe占据Mg位置时,对于自旋向上电子态,体系有一带隙存在,系统呈现明显的半导体特性;对于自旋向下电子态,Fe的替位掺杂在该体系内引入新的杂质能级,杂质能级与导带价带分离,且100%自旋极化.两种位置的杂质,上自旋电子和下自旋电子的态密度均明显不对称,诱导出铁磁性,且铁磁性主要由于Fe的3d态电子诱导产生.Fe位于空隙位时,Fe原子的磁矩为1.69μB;Fe占据Mg位时,Fe原子的磁矩为1.38μB,说明原子磁矩与其所占位置和配位情况有关.

关 键 词:Mg2Si  Fe  掺杂    电子结构    磁性    第一性原理计算
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