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硅团簇自旋电子器件的理论研究

黄耀清 郝成红 郑继明 任兆玉

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硅团簇自旋电子器件的理论研究

黄耀清, 郝成红, 郑继明, 任兆玉

Si cluster based spintronics:a density functional theory study

Huang Yao-Qing, Hao Cheng-Hong, Zheng Ji-Ming, Ren Zhao-Yu
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  • 利用过渡金属掺杂的硅基团簇, 构建了一种自旋分子结; 并利用第一性原理方法, 对其电子自旋极化输运性质进行了研究. 计算表明, 通过过渡金属掺杂可以有效地产生自旋极化电流, 磁性金属Fe和非磁性金属Cr和Mn掺杂的体系呈现出较明显的自旋极化透射现象, 但分子结的自旋极化输运能力与团簇孤立状态下的磁矩无一致性.从Sc到Ni的掺杂, 体系的自旋极化透射能力先增大后迅速减小, 在Fe掺杂的Si12团簇中出现最大值.
    A kind of spintronics is designed by doping the transition metal into Si clusters. Their spin-polarized electron transport properties are investigated by using the first principle analysis. Calculation shows that Fe, Cr and Mn atom doped clusters give the largest spin-polarized transmission coefficients in all the clusters. From Sc to Ni doped clusters, spin filter efficiencies of the systems increase gradually, and the maximal spin filter coefficiency appears in the Fe doped system. The ability to induce the spin-polarized electron transport of the cluster in junction is not cosistent with the magnetic moment of cluster under isolated states.
    • 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20106101110017)、上海市教委科研项目(批准号:060Z018)、陕西省自然科学基金(批准号:2009JQ1004)、陕西省教育厅专项基金(批准号:08JK471)和西北大学陕西省光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(批准号:zs12022)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20106101110017), the Foundation of Shanghai Education Committee, China (Grant No. 060Z018), the Natural Science Foundation of Shaanxi Province, China (Grant No. 2009JQ1004), the Special Item Foundation of Educational Committee of Shaanxi Province, China (Grant No. 08JK471), and the Open Foundation of Cultivation Base of the State Key Lab of Optoelectronic Technology and Functional Materials Co-constructed by Ministry of Education and Northwest University, Shaanxi Province, China (Grant No. zs12022).
    [1]

    Reed M A, Zhou C 1997 Science 278 252

    [2]

    Venkataraman L, Klare J E 2006 Nature 442 904

    [3]

    Quinn J R, Foss F W 2007 J. Am. Chem. Soc. 129 6714

    [4]

    Venkataraman L, Klare J E 2006 Nano Lett. 6 458

    [5]

    Dadosh T, Gordin Y 2005 Nature 436 677

    [6]

    Igor Ž, Jaroslav F, Sarma S D 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [7]

    Xiong Z H, Wu D, Vardeny Z V, Shi J 2004 Nature 427 821

    [8]

    Rocha A R, Víctor M G, Steve W B, Colin J L, Jaime F, Stefano S 2005 Nat. Mater. 4 335

    [9]

    Salvador B L, Mihajlo V, Markus K, Chou M Y 2010 Phys. Rev. Lett. 104 076807

    [10]

    Petta J R, Slater S K, Ralph D C 2004 Phys. Rev. Lett. 96 136601.

    [11]

    Zheng X L, Zheng J M, Ren Z Y, Guo P, Tian J S, Bai J T 2009 Acta Phys. Sin. 58 5709 (in Chinese) [郑新亮, 郑继明, 任兆玉, 郭平, 田进寿, 白晋涛 2009 58 5709]

    [12]

    Dai Z X, Zheng X H, Shi X Q, Zeng Z 2005 Phys. Rev. B 72 205408

    [13]

    Ling Z K, James R C 2008 Phys. Rev. B 77 073401

    [14]

    Khanna S N, Rao B K, Jena P 2002 Phys. Rev. Lett. 89 016803

    [15]

    Hagelberg F, Xiao C, William Jr A L 2003 Phys. Rev. B 67 035426

    [16]

    Hidefumi H, Takehide M, Toshihiko K 2001 Phys. Rev. Lett. 86 1733

    [17]

    Desmicht R, Faini G, Cros, V, Fert A, Petroff F, Vaure's A 1998 Appl. Phys. Lett. 72 386

    [18]

    Sordan R, Balasubramanian K, Burghard M, Kern K 2005 Appl. Phys. Lett. 87 013106

    [19]

    Bernand M A, Seneor P, Lidgi N, Muñoz M, Cros V, Fusil S, Bouzehouane K, Deranlot C, Vaures A, Petroff F, Fert A 2006 Appl. Phys. Lett. 89 062502

    [20]

    Chen H 2007 Physics 36 910 (in Chinese) [陈灏 2007 物理 36 910]

    [21]

    Han R S 2010 Physics 39 753 (in Chinese) [韩汝珊 2010 物理 39 753]

    [22]

    Taylor J, Guo H, Wang J 2001 Phys. Rev. B 63 245407

    [23]

    Zhao Y, Hu Y, Liu L, Zhu Y, Hong G 2011 Nano Lett. 11 2088

    [24]

    Bin W, Jian W 2011 Phys. Rev. B 84 165401

    [25]

    Perdew J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

    [26]

    Datta S 2005 Quantum Transport:Atom to Transistor (Cambridge:Cambridge University Press)

    [27]

    Zheng J M 2008 Ph. D. Dissertation (Xian:Northwest University) (in Chinese) [郑继明 2008 博士学位论文(西安:西北大学)]

    [28]

    Reveles J U, Clayborne P A, Reber A C, Khanna S N, Pradhan K, Sen P, Pederson M R 2009 Nat. Chem. 1 310

  • [1]

    Reed M A, Zhou C 1997 Science 278 252

    [2]

    Venkataraman L, Klare J E 2006 Nature 442 904

    [3]

    Quinn J R, Foss F W 2007 J. Am. Chem. Soc. 129 6714

    [4]

    Venkataraman L, Klare J E 2006 Nano Lett. 6 458

    [5]

    Dadosh T, Gordin Y 2005 Nature 436 677

    [6]

    Igor Ž, Jaroslav F, Sarma S D 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [7]

    Xiong Z H, Wu D, Vardeny Z V, Shi J 2004 Nature 427 821

    [8]

    Rocha A R, Víctor M G, Steve W B, Colin J L, Jaime F, Stefano S 2005 Nat. Mater. 4 335

    [9]

    Salvador B L, Mihajlo V, Markus K, Chou M Y 2010 Phys. Rev. Lett. 104 076807

    [10]

    Petta J R, Slater S K, Ralph D C 2004 Phys. Rev. Lett. 96 136601.

    [11]

    Zheng X L, Zheng J M, Ren Z Y, Guo P, Tian J S, Bai J T 2009 Acta Phys. Sin. 58 5709 (in Chinese) [郑新亮, 郑继明, 任兆玉, 郭平, 田进寿, 白晋涛 2009 58 5709]

    [12]

    Dai Z X, Zheng X H, Shi X Q, Zeng Z 2005 Phys. Rev. B 72 205408

    [13]

    Ling Z K, James R C 2008 Phys. Rev. B 77 073401

    [14]

    Khanna S N, Rao B K, Jena P 2002 Phys. Rev. Lett. 89 016803

    [15]

    Hagelberg F, Xiao C, William Jr A L 2003 Phys. Rev. B 67 035426

    [16]

    Hidefumi H, Takehide M, Toshihiko K 2001 Phys. Rev. Lett. 86 1733

    [17]

    Desmicht R, Faini G, Cros, V, Fert A, Petroff F, Vaure's A 1998 Appl. Phys. Lett. 72 386

    [18]

    Sordan R, Balasubramanian K, Burghard M, Kern K 2005 Appl. Phys. Lett. 87 013106

    [19]

    Bernand M A, Seneor P, Lidgi N, Muñoz M, Cros V, Fusil S, Bouzehouane K, Deranlot C, Vaures A, Petroff F, Fert A 2006 Appl. Phys. Lett. 89 062502

    [20]

    Chen H 2007 Physics 36 910 (in Chinese) [陈灏 2007 物理 36 910]

    [21]

    Han R S 2010 Physics 39 753 (in Chinese) [韩汝珊 2010 物理 39 753]

    [22]

    Taylor J, Guo H, Wang J 2001 Phys. Rev. B 63 245407

    [23]

    Zhao Y, Hu Y, Liu L, Zhu Y, Hong G 2011 Nano Lett. 11 2088

    [24]

    Bin W, Jian W 2011 Phys. Rev. B 84 165401

    [25]

    Perdew J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

    [26]

    Datta S 2005 Quantum Transport:Atom to Transistor (Cambridge:Cambridge University Press)

    [27]

    Zheng J M 2008 Ph. D. Dissertation (Xian:Northwest University) (in Chinese) [郑继明 2008 博士学位论文(西安:西北大学)]

    [28]

    Reveles J U, Clayborne P A, Reber A C, Khanna S N, Pradhan K, Sen P, Pederson M R 2009 Nat. Chem. 1 310

  • [1] 贺艳斌, 白熙. 一维线性非共轭石墨烯基(CH2)n分子链的电子输运.  , 2021, 70(4): 046201. doi: 10.7498/aps.70.20200953
    [2] 张陈俊, 王养丽, 陈朝康. InCn+(n=110)团簇的密度泛函理论研究.  , 2018, 67(11): 113101. doi: 10.7498/aps.67.20172662
    [3] 陈晓彬, 段文晖. 低维纳米材料量子热输运与自旋热电性质 ——非平衡格林函数方法的应用.  , 2015, 64(18): 186302. doi: 10.7498/aps.64.186302
    [4] 吕瑾, 杨丽君, 王艳芳, 马文瑾. Al2Sn(n=210)团簇结构特征和稳定性的密度泛函理论研究.  , 2014, 63(16): 163601. doi: 10.7498/aps.63.163601
    [5] 温俊青, 张建民, 姚攀, 周红, 王俊斐. PdnAl(n=18)二元团簇的密度泛函理论研究.  , 2014, 63(11): 113101. doi: 10.7498/aps.63.113101
    [6] 温俊青, 夏涛, 王俊斐. PtnAl (n=18)小团簇的密度泛函理论研究.  , 2014, 63(2): 023103. doi: 10.7498/aps.63.023103
    [7] 柳福提, 程艳, 陈向荣, 程晓洪, 曾志强. Au-Si60-Au分子结电子输运性质的理论计算.  , 2014, 63(17): 177304. doi: 10.7498/aps.63.177304
    [8] 柳福提, 程艳, 羊富彬, 程晓洪, 陈向荣. Au-Si-Au结点电子输运性质的第一性原理计算.  , 2013, 62(10): 107401. doi: 10.7498/aps.62.107401
    [9] 柳福提, 程艳, 羊富彬, 程晓洪, 陈向荣. Si4团簇电子输运性质的第一性原理计算.  , 2013, 62(14): 140504. doi: 10.7498/aps.62.140504
    [10] 张蓓, 保安, 陈楚, 张军. ConCm(n=15; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究.  , 2012, 61(15): 153601. doi: 10.7498/aps.61.153601
    [11] 安兴涛, 穆惠英, 咸立芬, 刘建军. 量子点双链中电子自旋极化输运性质.  , 2012, 61(15): 157201. doi: 10.7498/aps.61.157201
    [12] 郭超, 张振华, 潘金波, 张俊俊. D-B-A分子整流特性的端基效应.  , 2011, 60(11): 117303. doi: 10.7498/aps.60.117303
    [13] 张致龙, 陈玉红, 任宝兴, 张材荣, 杜瑞, 王伟超. (HMgN3)n(n=15)团簇结构与性质的密度泛函理论研究.  , 2011, 60(12): 123601. doi: 10.7498/aps.60.123601
    [14] 金蓉, 谌晓洪. 密度泛函理论对ZrnPd团簇结构和性质的研究.  , 2010, 59(10): 6955-6962. doi: 10.7498/aps.59.6955
    [15] 邱明, 张振华, 邓小清. 碳链输运对基团吸附的敏感性分析.  , 2010, 59(6): 4162-4169. doi: 10.7498/aps.59.4162
    [16] 李喜波, 王红艳, 罗江山, 吴卫东, 唐永建. 密度泛函理论研究ScnO(n=1—9)团簇的结构、稳定性与电子性质.  , 2009, 58(9): 6134-6140. doi: 10.7498/aps.58.6134
    [17] 郑小宏, 戴振翔, 王贤龙, 曾雉. B与N掺杂对单层石墨纳米带自旋极化输运的影响.  , 2009, 58(13): 259-S265. doi: 10.7498/aps.58.259
    [18] 郑新亮, 郑继明, 任兆玉, 郭平, 田进寿, 白晋涛. 钽硅团簇电子输运性质的第一性原理研究.  , 2009, 58(8): 5709-5715. doi: 10.7498/aps.58.5709
    [19] 陈玉红, 康 龙, 张材荣, 罗永春, 马 军. [Mg(NH2)2]n(n=1—5)团簇的密度泛函理论研究.  , 2008, 57(8): 4866-4874. doi: 10.7498/aps.57.4866
    [20] 陈玉红, 张材荣, 马 军. MgmBn(m=1,2;n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究.  , 2006, 55(1): 171-178. doi: 10.7498/aps.55.171
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-28
  • 修回日期:  2012-12-23
  • 刊出日期:  2013-04-05

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