閃鋅礦結(jié)構(gòu)二元化合物的半金屬性研究.pdf

1、近幾十年的研究表明，自旋電子學已在材料物理學領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。自旋電子學器件具有不揮發(fā)、低功耗和高集成度等優(yōu)點，較之傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件，有著十分廣泛的應(yīng)用前景。作為制備自旋電子學器件的重要組成部分，半金屬鐵磁材料有著高的自旋極化率和居里溫度，使之能夠良好地注入半導(dǎo)體自旋電子。由于人們對密度泛函理論研究的逐步探索及現(xiàn)代計算機運行速度的提高，材料模擬計算軟件成為預(yù)測新型材料的重要工具。本論文的研究是以密度泛函理論為基礎(chǔ)，采用第一性原理計算來

2、研究幾種假定化合物的半金屬性，通過分子設(shè)計來設(shè)計新型的半金屬鐵磁體材料以及為實驗上合成新型材料提供理論依據(jù)。
　　首先，對半金屬鐵磁性材料相關(guān)的研究現(xiàn)狀，知識背景，基本內(nèi)容，研究基礎(chǔ)及計算模擬軟件進行了簡單介紹。
　　其次，在Linux系統(tǒng)下，應(yīng)用WIEN2K程序，采用全勢線性綴加平面波方法，將廣義梯度近似(GGA)及GGA+mBJ勢作為交換關(guān)聯(lián)勢，研究了假定的閃鋅礦結(jié)構(gòu)二元化合物 YC、YB的半金屬鐵磁性、電子結(jié)構(gòu)和形成能

3、。計算結(jié)果表明，閃鋅礦結(jié)構(gòu)的YC、YB具有半金屬鐵磁性，磁矩分別為每分子1.00μB和2.00μB。磁矩主要源于C、B的p電子，半金屬性形成的重要原因是p-d軌道雜化。為了研究半金屬性的穩(wěn)定性，我們計算了晶格常數(shù)被壓縮后的化合物結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當壓縮值分別在3.0％和2.0%時，它們的磁矩仍為整數(shù)，半金屬性保持良好。在原胞基礎(chǔ)上我們建立了16個原子的2×1×1的超胞，計算了YC、YB分別在順磁、鐵磁、反鐵磁狀態(tài)下的能量值，YC和YB的鐵磁態(tài)最