ZnO dO铁磁性的可能来源

摘要

通过第一性原理研究了ZnO本征半导体中本征缺陷和H杂质对ZnO dO铁磁性的影响。结果表明:单个锌空位(VZn)可以产生1.73μB磁矩,而氧空位(Vo)不能产生磁性,但是锌空位缺陷形成能比氧空位缺陷形成能要高出很多。当H杂质存在时,VZn+-II复合缺陷的缺陷形成能比VZn低了很多,同时V2n+H1复合缺陷仍然可以产生099 (0.65)μB磁矩。进一步研究表明:当两个VZn+H1复合缺陷存在时,晶体铁磁相的总能比反铁磁相低,暗示着缺陷复合体之间存在着铁磁相互作用。H是无掺ZnO中很容易浑入的杂质元素,因此,在名义上无掺的ZnO中铁磁性的可能来源是由于Vz+H1复合缺陷的存在。