| Ni 掺杂ZnO纳米线的电子结构与磁性 |
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| 引用本文： | 张富春,张威虎,董军堂,张志勇. Ni 掺杂ZnO纳米线的电子结构与磁性[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10): 2326-2332. DOI: 10.3866/PKU.WHXB20111016 |
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| 作者姓名： | 张富春 张威虎 董军堂 张志勇 |
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| 作者单位： | 1. College of Physics & Electronic Information, Yan'an University, Yan'an 716000, Shannxi Province, P. R. China;2. School of Information Science and Technology, Northwest University, Xi'an 710127, P. R. China |
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| 基金项目： | 国家白然科学基金，陕西省自然科学基金，陕西省教育厅专项科研基金，延安大学博士科研启动基金 |
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| 摘 要： | 采用自旋极化密度泛函理论系统研究了Ni掺杂ZnO纳米线的电子结构、磁学和光学性质.磁学性质计算结果显示六种Ni掺杂ZnO纳米线的磁性耦合体系出现了铁磁(FM)、反铁磁(AFM)和顺磁(PM)二种不同的耦合状态.能量计算结果表明Ni原子在纳米线外表面沿[0001]方向替代Zn原子时能量最低,体系的AFM耦合相对稳定,AFM体系表现出金属性.态密度计算结果显示FM耦合在费米能级附近出现了明显的自旋极化现象,发生了强烈的Ni 3d和O 2p杂化效应,掺杂产生的磁矩主要来源于Ni 3d未成对轨道电子和部分O 2p轨道电子的贡献,FM耦合表现出半金属性.另外,光学性质计算结果显示Ni掺杂ZnO纳米线的远紫外吸收峰发生了红移现象,而380 nm附近的近紫外吸收峰发生了明显的蓝移现象,在整个紫外区都表现出了优异的发光性能.以上结果表明Ni掺杂ZnO纳米线是一种很有前途的磁光电子材料.
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| 关 键 词： | 氧化锌 纳米线 第一性原理 掺杂 磁学性质 |
| 收稿时间： | 2011-05-30 |
| 修稿时间： | 2011-08-18 |
Electronic Structure and Magnetism of Ni-Doped ZnO Nanowires |
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| ZHANG Fu-Chun,ZHANG Wei-Hu,DONG Jun-Tang,ZHANG Zhi-Yong. Electronic Structure and Magnetism of Ni-Doped ZnO Nanowires[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(10): 2326-2332. DOI: 10.3866/PKU.WHXB20111016 |
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| Authors: | ZHANG Fu-Chun ZHANG Wei-Hu DONG Jun-Tang ZHANG Zhi-Yong |
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| Affiliation: | 1. College of Physics & Electronic Information, Yan'an University, Yan'an 716000, Shannxi Province, P. R. China;2. School of Information Science and Technology, Northwest University, Xi'an 710127, P. R. China |
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| Abstract: | Based on spin-polarized density functional theory we studied the electronic structures, magnetic and optical properties of Ni-doped ZnO nanowires.The magnetic results show that three magnetic coupling states are present:ferromagnetic(FM),antiferromagnetic(AFM),and paramagnetic (PM) states for the six kinds of Ni-doped configurations.The calculated energy results indicate that antiferromagnetic coupling is more stable when Ni atoms substitute for Zn atoms in the ZnO nanowires on the outside surface along the... |
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| Keywords: | ZnO Nanowire First-principles Doping Magnetic property |
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