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硒化锡作为一种化学性质稳定,含量丰富的半导体材料,具有多重激子效应,其直接带隙和间接带隙满足光学带隙的要求,被广泛的用于存储开关、太阳能电池、传感器和光探测器等光学电子器件的研究中。也正是硒化锡的这一特性使人们忽视了它在金属半导体结和稀磁半导体方面的潜在性能。本文运用第一性原理计算方法研究过渡金属Ag、Au、Ta与单层SnSe的界面性质和掺杂SnSe的电子结构和磁学性质,其主要内容如下:1)过渡金属Ag、Au、Ta与单层SnSe形成金属半导体结计算结果表明相比于自由单层SnSe,形成结后SnSe的结构受到较小地影响。过渡金属与SnSe在界面处产生较强的相互作用,导致SnSe由半导体转变成金属。界面平均电势差值ΔV表明SnSe与Ag、Au、Ta形成的结中,SnSe/Ta接触是制备肖特基结的良好材料。另外,自由单层SnSe与这三种结接触后将形成两种不同类型的平面电流结构,其中SnSe/Ag结中将形成n型平面电流结构,而在SnSe/Au和SnSe/Ta结中将形成p型平面电流结构。2)过渡金属掺杂在双层SnSe界面的研究结果表明金属Ni未能在掺杂体系中引入磁性,而金属V、Cr、Mn、Fe、Co掺杂体系均呈磁性基态,掺杂体系的磁矩主要由过渡金属的3d轨道所贡献。过渡金属掺入双层SnSe后,过渡金属3d轨道失去自旋向上的电子,而其3d轨道从4s轨道得到自旋向下的电子,从而导致了过渡金属原子磁矩的减小。Ni掺杂体系的磁性没有发生变化,且带隙减小0.54eV。除Ni掺杂的体系外,其他掺杂体系的费米能级处均出现了自旋极化现象,其中Mn和Co掺杂体系在费米能级处的自旋极化值为100%。这意味着Mn和Co掺杂的体系是制备自旋电子器件的良好材料。3)过渡金属原子掺杂单层SnSe的研究结果表明V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni均可以在掺杂体系中稳定存在。由于Se原子与过渡金属原子之间很强的p-d耦合作用,导致过渡金属原子周围的Se原子的4p轨道产生了较强的自旋极化。除此之外,过渡金属原子周围的Sn原子5s、5p轨道也产生了较为明显的自旋极化。过渡金属原子的五重简并3d轨道劈裂成三重简并的a1态和二重简并的a2态。V、Cr、Fe、Co和Ni掺杂的体系在费米能级处出现了不同程度的自旋极化,其中Cr(Fe)掺杂的体系在费米能级处的自旋极化值为100%(97%),而Mn掺杂的体系仍为半导体。掺入SnSe的两个过渡金属原子之间存在磁性耦合链,两个TM原子3d轨道上的电子可以通过两个TM原子之间的Se-4p和Sn-5s、5p轨道相互跳跃。掺杂体系铁磁基态的稳定性取决于体系费米能级附近自旋极化的电子和空穴。我们的研究结果表明V掺杂的单层SnSe是制备室温稀磁半导体的良好材料。