Cu掺杂β-Ga2O3电子结构和磁学性质的第一性原理研究 |
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引用本文: | 郭艳蕊,严慧羽,宋庆功,郭松青,陈逸飞.Cu掺杂β-Ga2O3电子结构和磁学性质的第一性原理研究[J].材料导报,2014,28(14):142-146. |
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作者姓名: | 郭艳蕊 严慧羽 宋庆功 郭松青 陈逸飞 |
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作者单位: | 中国民航大学理学院,天津 300300;中国民航大学理学院,天津 300301;中国民航大学理学院,天津 300302;中国民航大学理学院,天津 300303;中国民航大学理学院,天津 300304 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(60979008);中央高校基本科研业务费中国民航大学专项资助(3122014K004) |
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摘 要: | 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,结合广义梯度近似研究了Cu掺杂β-Ga2O3系统的磁学特性。计算结果表明,单Cu的掺杂,稳定体系倾向于自旋极化态,且Cu替代八面体的Ga(B)时系统更稳定,容易在实验上形成;Cu掺杂β-Ga2O3呈现出半金属特性,Cu的掺杂引入了2.0μB磁矩,其中局域在Cu原子上的磁矩为0.45μB,其余主要来自于Cu杂质周围的氧原子。由于电荷补偿效应,在Cu掺杂β-Ga2O3系统中引入氧空位时,体系磁矩减小到零。在2个Cu取代Ga的10种构型中,A1-B3构型的能量最低,且显示出铁磁性,磁矩为3.8μB。考虑氧空位后,A1-B3构型的反铁磁性和铁磁性能量差增大,磁矩减小到1.0μB。
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关 键 词: | 第一性原理 Cu掺杂β-Ga2O3 电子结构 磁耦合 |
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