基于第一性原理的Mn-AlN和Cr-AlN的半金属性质

摘要：

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,在广义梯度近似(GGA)下研究了纤锌矿Mn-AlN和Cr-AlN的能带结构、态密度与磁学等性质.结果表明,Mn-AlN和Cr-AlN的半金属能隙都随着杂质浓度的增大而减小.原因可能是随着Mn/Cr掺杂浓度的增大,杂质原子间相互作用增强,Mn/Cr 3d与N 2p杂化减弱,使得自旋交换劈裂变小,从而半金属能隙变窄.在同等掺杂浓度下,Mn-AlN比Cr-AlN的半金属能隙大.这是因为Mn 3d态能级比Cr 3d态能级低,Mn 3d与N 2p杂化更强,导致自旋交换劈裂更大,自旋向下子带的导带底相对远离费米能级,因此Mn-AlN的半金属能隙较大.

关键词：AlN、过渡金属掺杂、半金属、能带结构、态密度

所属期刊栏目：26

分类号：O641;O474(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：重庆市自然科学基金CSTC2007BB4137

在线出版日期：2010-12-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2801-2806