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(xué)已在材料物理學(xué)領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。自旋電子學(xué)器件具有不揮發(fā)、低功耗和高集成度等優(yōu)點(diǎn)，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(xué)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(duì)密度泛函理論研究的逐步探索及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高，材料模擬計(jì)算軟件成為預(yù)測(cè)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(jì)算來(lái)

2、研究幾種假定化合物的半金屬性，通過(guò)分子設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)計(jì)新型的半金屬鐵磁體材料以及為實(shí)驗(yàn)上合成新型材料提供理論依據(jù)。
　　首先，對(duì)半金屬鐵磁性材料相關(guān)的研究現(xiàn)狀，知識(shí)背景，基本內(nèi)容，研究基礎(chǔ)及計(jì)算模擬軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
　　其次，在Linux系統(tǒng)下，應(yīng)用WIEN2K程序，采用全勢(shì)線性綴加平面波方法，將廣義梯度近似(GGA)及GGA+mBJ勢(shì)作為交換關(guān)聯(lián)勢(shì)，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(jì)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(jì)算了晶格常數(shù)被壓縮后的化合物結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓縮值分別在3.0％和2.0%時(shí)，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(gè)原子的2×1×1的超胞，計(jì)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