非金属元素掺杂的半导体材料磁性及其机制的研究

项目名称： 非金属元素掺杂的半导体材料磁性及其机制的研究

项目编号： No.11174179

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 物理学I

项目作者： 樊帅伟

作者单位： 三峡大学

项目金额： 50万元

中文摘要： 随着具有室温铁磁性的碳掺杂氧化锌的发现，非金属元素掺杂稀磁半导体材料的研究成为一个新热点。相对于过渡族金属元素掺杂，非金属元素掺杂可避免磁性杂质相的形成；而且非金属原子p电子的轨道没有过渡族金属原子的d和f电子轨道那么局域，有利于铁磁相互作用的长程传递和高温铁磁性的形成。但掺入的非金属原子与其周围原子间的成键规律、磁相互作用机制以及影响材料磁性的因素尚存争议。本项目拟采用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法，针对现有第一性原理计算中LDA(GGA)对电子关联效应低估的不足，采用LDA（GGA）+Ud+Us交换关联势，研究非金属元素掺杂的稀磁半导体材料中非金属杂质原子与其周围原子间的成键规律及其与晶体结构的关系、材料中本征缺陷以及表面/界面效应对材料性质的影响，揭示非金属原子中p电子间的磁相互作用物理机制，建立解释磁相互作用的微观模型，为非金属元素掺杂的稀磁半导体材料的制备提供理论依据。

中文关键词： 磁性半导体；半金属铁磁体；电子结构；修正的Becke-Johnson关联势；

英文摘要：

英文关键词： diluted magnetic semiconductor；Half-metallic ferromagnets；electronic structures；modified Becke and Johnson potential；