鈣、鈦和碳摻雜的稀磁半導(dǎo)體及雙核錳分子磁體性質(zhì)的研究.pdf

1、本文利用基于密度泛函理論的全勢(shì)線性化綴加平面波方法(FP-LAPW)，研究了本征非磁性元素鈣摻雜氮化鎵、鈦摻雜氮化鋁和碳摻雜硫化鋅的電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，及雙核錳分子磁體Mn2(dpp)2(H2O)2Cl4]·2H2O，dpp=2,3-bis (2-paridyl)pyrazine的電子結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)。
　　 由于稀磁半導(dǎo)體材料在自旋電子學(xué)領(lǐng)域潛在的應(yīng)用價(jià)值，受到研究者的廣泛關(guān)注。在過去的十年間，一批過渡族金屬元素?fù)诫s的稀磁半導(dǎo)體材料被

2、陸續(xù)報(bào)道。但是在過渡族金屬元素?fù)诫s的半導(dǎo)體材料中容易形成具有鐵磁性的雜質(zhì)相，難以用現(xiàn)有的表征方法判斷其磁性的真正來源。因此，本征非磁性元素?fù)诫s半導(dǎo)體材料的磁性和其它相關(guān)性質(zhì)的研究逐步得到關(guān)注。相對(duì)于傳統(tǒng)的無機(jī)磁性材料，分子基磁性材料，具有密度小、透明度高、可低溫下制備和絕緣性好等特點(diǎn)，引起不少研究者的興趣。因此，開展分子基磁性材料電子結(jié)構(gòu)的研究，揭示其相互作用的機(jī)制，也具有十分重要的意義。
　　 本文通過對(duì)本征非磁性元素鈣摻雜的

3、氮化鎵、鈦摻雜的氮化鋁和碳摻雜的硫化鋅半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，本征非磁性元素?fù)诫s形成的稀磁半導(dǎo)體材料也具有明顯的鐵磁性。相對(duì)于過渡族金屬元素?fù)诫s得到的稀磁半導(dǎo)體材料而言，在本文所研究的非磁性元素?fù)诫s的體系中，非磁性元素在半導(dǎo)體材料中有較高的固溶度、形成較淺的雜質(zhì)能級(jí)，同時(shí)可避免磁性雜質(zhì)相在材料中出現(xiàn)。以上結(jié)果表明：利用本征非磁性元素?fù)诫s形成的稀磁半導(dǎo)體材料，在自旋電子學(xué)領(lǐng)域會(huì)有廣泛的應(yīng)用，我們的研究對(duì)稀磁半導(dǎo)體材料的制備具

4、有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
　　 對(duì)雙核錳分子磁體[Mn2(dpp)2(H2O)2Cl4]·2H2O,dpp=2,3-bis (2-paridyl)pyrazine的電子結(jié)構(gòu)和磁性機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，該材料是分子基鐵磁半導(dǎo)體材料，由雙氯橋連接的兩個(gè)Mn2+間存在較強(qiáng)的分子內(nèi)鐵磁相互作用，位于八面體晶體場(chǎng)中的二價(jià)錳離子d軌道上的電子與其周圍的原子形成sp3d2 雜化，導(dǎo)致錳離子的d 軌道上電子形成高自旋分布。計(jì)算結(jié)果表明由雙氯橋連接的兩個(gè)具有八