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过渡金属掺杂SnO_2的电子结构与磁性
引用本文:喻力,郑广,何开华,曾中良,陈琦丽,王清波.过渡金属掺杂SnO_2的电子结构与磁性[J].物理化学学报,2010,26(3).
作者姓名:喻力  郑广  何开华  曾中良  陈琦丽  王清波
作者单位:中国地质大学数学与物理学院,材料模拟与计算物理研究所,武汉,430074
基金项目:湖北省"楚天学者"特聘教授研究基金,湖北省杰出青年基金,教育部回国留学人员科研启动基金 
摘    要:采用密度泛函理论及赝势平面波方法,对未掺杂SnO_2以及过渡金属V、Cr、Mn掺杂SnO_2的超原胞体系进行了几何优化,计算了晶格常数、电子结构与磁学性质.结果表明,6.25%与12.5%两种掺杂浓度时,体系的电子自旋和磁学性质没有发生很大的变化;相对于未掺杂SnO_2,过渡金属掺杂后SnO_2中O原子有向过渡金属移动的趋势,并使得O与掺杂金属之间键长变短;在V和Cr掺杂后,SnO_2具有半金属性质,而Mn掺杂SnO_2没有发现上述性质.6.25%与12.5%的杂质浓度对自旋和磁矩影响不大,掺杂产生的磁矩主要来自于过渡金属3d电子态,且磁矩的大小与过渡金属的电子排布有关.V、Cr、Mn掺杂SnO_2后的总磁矩分别为0.94μ_B、2.0μ_B、3.00μ_B.磁矩主要来源于过渡金属3d轨道的自旋极化,当O原子出现负磁矩的时候,还有很小一部分磁矩来源于临近过渡金属的Sn原子.

关 键 词:密度泛函理论  过渡金属  掺杂  磁性

Electronic Structure and Magnetism of Transition Metal Doped SnO_2
YU Li,ZHENG Guang,HE Kai-Hua,ZENG Zhong-Liang,CHEN Qi-Li,WANG Qing-Bo.Electronic Structure and Magnetism of Transition Metal Doped SnO_2[J].Acta Physico-Chimica Sinica,2010,26(3).
Authors:YU Li  ZHENG Guang  HE Kai-Hua  ZENG Zhong-Liang  CHEN Qi-Li  WANG Qing-Bo
Institution:YU Li ZHENG Guang HE Kai-Hua ZENG Zhong-Liang CHEN Qi-Li WANG Qing-Bo (Institute of Material Modelling , Computational Physics,School of Mathematics , Physics,China University of Geosciences,Wuhan 430074,P.R.China)
Abstract:Based on density functional theory,the geometric structures of SnO2 and transition metal (M) V-,Cr-,and Mn-doped SnO2 were studied by an ultrasoft pseudopotential implemented in the plane wave method.The geometrical parameters,density of states,and magnetic properties were calculated.By comparing two kinds of dopants with concentrations of 6.25% or 12.5%,no significant changes were observed for the electronic and magnetic properties of these systems.The O atom tended to be attracted by the M and the bond di...
Keywords:SnO_2  Density functional theory  SnO_2  Transitional metal  doping  Magnetism
本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录!
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