新型稀磁半导体Mn掺杂LiMgAs的光电性质

基于密度泛函理论第一性质原理平面波超软赝势法,对理想新型稀磁半导体Li_(1±y)(Mg_(1-x)Mn_x)As (x=0,0.125;y=0,0.125)进行几何结构优化,计算并分析了体系的电子结构、磁性和光学性质。结果表明,掺杂体系的磁性和电性可以分别通过Mn的掺入和Li计量数的调控来改变,掺Mn后形成Mn—As极性共价键,且引入与Mn有关的自旋极化杂质带,体系为半导体磁性材料。Li不足时,p-d杂化使体系变为半金属性,表现为100%的自旋注入,Mn—As键的重叠电荷布局最大,键长最短。而Li过量时,sp-d杂化则使体系变为金属性,居里温度最高,形成能最低,导电能力最强。对比光学性质发现,Li不足和过量时,介电函数和光吸收谱在低能区出现新峰,增强了体系对低频电磁波的吸收。掺杂体系的能量损失峰均向高能方向偏移,呈现明显的蓝移特征,且峰值急剧减小,表明其等离子共振频率显著降低,而Li过量的等离子振荡范围最宽。     

新型稀磁半导体Mn掺LiBeP的磁电性质调控

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,探究了Li1±y(Be1-xMnx)P体系的磁电性质和重叠电荷布局.结果表明,Mn的掺入使体系产生自旋极化杂质带,体系性质受Li计量数的影响,形成了较强的共价键Mn-P键,影响着整个体系的电荷分布.当Li不足时,杂质带宽度减小,净磁矩减小,此时轨道发生了sp-d杂化,体系变为半金属性.而Li填隙时,体系半金属性消失,带隙值减小,导电能力增强,但由于杨-泰勒效应的产生,使得体系净磁矩与Li空位时相当.     

具有大半金属能隙的V掺杂LiZnP新型稀磁半导体的磁电性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,对新型稀磁半导体Li_(1±y)(Zn_(1-x)V_x)P(x=0,0.0625;y=0,0.0625)体系进行几何结构优化,计算并分析了各体系的电子结构,形成能,半金属性,磁性及居里温度。结果表明,新型稀磁半导体LiZnP可通过掺入V和改变Li的化学计量数来实现自旋和电荷注入机制的分离。单掺V引入了自旋极化杂质带,表现出强的半金属性,sp-d杂化导致体系产生2.92μ_B的净磁矩。体系的性质还受Li的化学计量数的影响,Li空位时,半金属性和磁性有所减弱,但居里温度最高;Li填隙时,杂化作用增强,形成能最低,导电能力最强,磁性最大。