【摘要】：自旋電子學是一門新興的學科和技術,在固體器件中加入電子的磁矩,用電子的自旋來攜帶信息,從而減少電能消耗。自旋電子器件有望解決現代電子計算機的主要問題:電力耗費巨大;計算機耗費能量產生的熱量又需要更多的能量來冷卻。作為對比,自旋電子器件產生很少的熱量,使用相對來說非常少的電量。因此,自旋電子學受到了廣大研究人員的關注。在自旋電子器件的相關研究中,二維材料因其獨特的電子特性,被認為是將其應用于自旋電子器件的關鍵。典型的二維結構包括六方氮化硼(h-BN)單層、六方氮化鋁(h-AlN)單層等。本論文采用基于密度泛函理論(DFT)和投影綴加平面波(PAW)的第一性原理計算方法,對Co、Ni原子摻雜h-BN單層、以及Cr、Mn原子摻雜h-AlN單層的幾何結構、電子性質以及磁性性質進行了系統(tǒng)的研究。在此基礎上,研究相應的自旋輸運的特性,進而為設計新型自旋電子器件,提供堅實的理論依據。本論文主要研究內容以及結論如下:本論文首先介紹了研究背景、基本理論基礎以及研究的主要內容。其次介紹研究本課題所要用到的軟件及計算理論基礎。最后,分別對Co、Ni原子摻雜h-BN單層、以及Cr、Mn原子摻雜h-AlN單層的幾何結構、電子性質以及磁性性質進行系統(tǒng)的研究,計算所有研究體系的電荷密度、自旋密度及態(tài)密度,最后通過對比分析得出結論。研究發(fā)現:未摻雜的h-BN單層以及h-AlN單層都是非磁的。但是單個的Co原子、Ni原子、Cr原子以及Mn原子都能在體系引入磁矩,并且磁矩主要由摻雜原子的d軌道貢獻。進一步研究了摻雜原子之間的磁性耦合情況,發(fā)現,Co原子和Cr原子耦合摻雜體系均是鐵磁態(tài)與反鐵磁態(tài)并存,Ni原子和Mn原子耦合摻雜都能在體系中引入磁基態(tài),從而產生集體性宏觀磁性。
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O469
【圖文】：

本課題的研究涉及到的軟件有 Origin 軟件，Material studio 軟件，VESTA 軟ASP 軟件等。.5.1 VESTA 軟件VESTA 全稱 Visualization for Electronic and Structural Analysis，電子和結果分可視化。這是一款人們用來研究材料的結構模型和三維網絡數據的一款程序。程序有一個主要的特點，可以用同一個窗口完成兩項任務，這兩項任務分別是的處理和模型結構的構建。這款軟件可以做到窗口多個標簽同時運行。而這里個是可以擴展到無限個（對無限個進行解釋比如多面體化合物和等值多變體）款軟件可以完成晶格的轉變，而這個轉變是由傳統(tǒng)到利用矩陣的非常規(guī)的變換樣的不斷變化的矩陣是可以被利用的，人類利用這樣的矩陣創(chuàng)造了晶格和超晶VESTA 的程序包中包含了很多的數據文件�？梢愿鶕@個特點，利用這款軟很多復雜的功能和運算，例如可以得到質量比較高的等值面和界面。

析主要包括統(tǒng)計，信號處理和圖像處理功能。在峰值的分析和曲線擬很大的突破。當準備好數據以后，想要對數據進行分析的時候，只需指令就可以對數據分析。該軟件對數據的分析是居于模板的，其自身二維或者三維繪圖模板，用戶自己可以很久自己的需求，對模板進行自己選擇模板，還可以自定義數學模型，數學函數，繪圖模板，圖形開放的優(yōu)點，軟件可以和各種數據庫軟件，辦公軟件，圖像處理軟件幾個例子，在 ASCII、Excel、pClamp 在內的多種語言在內的數據都可件，在另一方面這個軟件在圖像分析方面也有所突破，輸出的是多種件。例如譬如 JPEG、GIF、EPS、TIFF 等等。在這個軟件內也支持編便讓這個軟件執(zhí)行批量任務處理，這個軟件里面有兩種編程語言，分和 Origin C。

圖 2- 3 服務器實驗室研究課題組運用的服務器的型號是 PR2520R，它是由深圳寶德科技生產的服務器，性能比較優(yōu)良，運行比較穩(wěn)定。圖 2-3 所示是計算所使用的服務器，服務器的具體性能參數如下：運行內存為 32G，CPU 為雙核的處理器，存儲內存為 600G服務器需要搭配 Redhat 系統(tǒng)運行使用，簡稱為紅帽系統(tǒng)，是目前最流行也是運行最好的一種 Linux 系統(tǒng)。本文計算所使用的軟件是 VASP 軟件，該軟件的運行要基于Linux 系統(tǒng)之上，由于該軟件的運算量比較大，需要長期的穩(wěn)定運行，因此都在服務器上進行運算。該軟件可以進行并行運算，可以將資源集中到一起提高運算的速度例如將多個服務器并行到一起。

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相關期刊論文 前6條

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本文編號：2770344