鈣、鈦和碳摻雜的稀磁半導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)。
　　 由于稀磁半導體材料在自旋電子學領(lǐng)域潛在的應(yīng)用價值，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摻雜的稀磁半導體材料被

2、陸續(xù)報道。但是在過渡族金屬元素摻雜的半導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，本征非磁性元素摻雜半導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。相對于傳統(tǒng)的無機磁性材料，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，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制，也具有十分重要的意義。
　　 本文通過對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)，本征非磁性元素摻雜形成的稀磁半導體材料也具有明顯的鐵磁性。相對于過渡族金屬元素摻雜得到的稀磁半導體材料而言，在本文所研究的非磁性元素摻雜的體系中，非磁性元素在半導體材料中有較高的固溶度、形成較淺的雜質(zhì)能級，同時可避免磁性雜質(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摻雜形成的稀磁半導體材料，在自旋電子學領(lǐng)域會有廣泛的應(yīng)用，我們的研究對稀磁半導體材料的制備具

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