Co掺杂（ZnO）12团簇的结构和磁性质

摘要：

采用第一性原理密度泛函理论系统地研究Co原子单掺杂和双掺杂（ZnO）12团簇的结构和磁性质。考虑三种掺杂方式：替代掺杂，外掺杂和内掺杂。首先比较各种掺杂团簇的稳定性。结果表明，不管是单掺杂还是双掺杂，外掺杂团簇都是最稳定结构。在结构优化的基础上，对掺杂的（ZnO）12团簇进行磁性计算。发现团簇磁矩主要来自Co?3d态的贡献，4s和4p态也贡献了一小部分磁矩。由于轨道杂化，相邻的Zn和O原子也产生少量自旋。 Co原子之间的磁性耦合由直接的Co?Co反铁磁耦合和Co和O原子之间通过p?d杂化产生的铁磁耦合这两种相互作用的竞争决定。研究发现外双掺杂团簇存在铁磁耦合，在纳米量子器件有潜在的应用价值。

关键词：稀磁半导体、团簇、密度泛函理论

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：国家自然科学基金11247235;江苏省高校自然科学基金11KJB140013;青蓝工程

在线出版日期：2014-06-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：372-378