【摘 要】
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采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了过渡金属(Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的MgO纳米片的结构、电子和磁学性质.计算表明Co和Ni掺杂的MgO纳米片的原子位置偏移较Mn和Fe掺杂时
【机 构】
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中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉市武昌小洪山西30号,430071
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采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了过渡金属(Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的MgO纳米片的结构、电子和磁学性质.计算表明Co和Ni掺杂的MgO纳米片的原子位置偏移较Mn和Fe掺杂时的大,前两者的结构对称性由于Jahn-Teller畸变降低成C2v,而后两者的对称性仍然保持为D3h.由于Mn,Fe和Co掺杂的MgO纳米片的形成能较低,而Ni掺杂的MgO纳米片的形成能较高,因此Mn,Fe和Co比Ni更容易掺杂至MgO纳米片中.我们的计算还发现,过渡金属掺杂的MgO纳米片的带隙是可调节的,这主要是由于掺杂的过渡金属引起的杂质态；与干净MgO纳米片不同,自旋能态密度计算表明了过渡金属掺杂的MgO纳米片表现出磁学性质,而且其磁性主要来源于掺杂的过渡金属的3d电子态和过渡金属附近O原子的2p态.本研究表明过渡金属掺杂的MgO纳米片在自旋电子学和合成二维稀磁半导体方面有着潜在的应用.
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