氮掺杂(1120) ZnO 薄膜磁性质研究

李明标; 张天羡; 史力斌

doi:10.7498/aps.60.097504

摘要

采用基于密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)的第一性原理分析了氮掺杂(1120) ZnO 薄膜的磁性质.首先,研究了一个N原子掺杂ZnO薄膜的磁性质,结果表明N 2p,O 2p和Zn 3d 发生自发自旋极化.其次,研究了二个N原子掺杂ZnO薄膜的磁性质,9个不同几何结构的计算结果表明N原子之间具有FM耦合稳定性,而且具体分析了N掺杂ZnO铁磁稳定性的产生原因.最后,讨论了氮

关键词:

第一性原理 /
半导体 /
铁磁性

By using the first principles method based on the density function theory (DFT) and the local density approximation (LDA), we study the ferromagnetic properties in N-doped(1120) ZnO thin films. Magnetic properties in one-N-doped ZnO are investigated. The spontaneous spin polarization comes from N 2p, O 2p and Zn 3d. Magnetic properties in two-N-doped ZnO are also investigated. The calculated results show that ferromagnetism (FM) coupling between N atoms is more energetically favorable for nine geometrically distinct configurations. The origin of the FM state in N-doped ZnO is also discussed by analyzing the coupling of N levels. Finally, the magnetic exchange coefficient and the Curie temperature are discussed. The result indicates that N-doped ZnO thin films show weak FM properties.

Keywords:

作者及机构信息

1.
渤海大学数理学院,锦州 121013

基金项目: 辽宁省教育厅项目(批准号:L2010003)资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Mathematics and Physics, Bohai University, Jinzhou 121013, China

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