过渡金属与碳共掺ZnO磁光学性质的第一性原理研究

摘要

采用密度泛函理论第一性原理超软赝势的方法，计算了过渡金属与C共掺杂ZnO的磁学和光学性质．计算结果表明，共掺杂均导致费米能级发生移动，掺杂体系共价性强弱发生变化，且共掺杂更有利于高居里温度铁磁性半导体的实现；为了进一步分析掺杂体系的磁学性质，研究了其铁磁态与反铁磁态的能量差、空间电荷和自旋密度分布．各种类型掺杂体系在高能区的光学性质与纯净ZnO几乎一致，而在低能区却存在较大差异，结合电子结构定性解释了光学性质的变化．