天堂国产午夜亚洲专区-少妇人妻综合久久蜜臀-国产成人户外露出视频在线-国产91传媒一区二区三区

當(dāng)前位置:主頁 > 碩博論文 > 信息類碩士論文 >

Co、Mn摻雜ZnO稀磁半導(dǎo)體特性研究

發(fā)布時間:2018-04-18 08:25

  本文選題:稀磁半導(dǎo)體 + 自旋電子器件 ; 參考:《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文


【摘要】:自旋電子器件由于具有體積小,速度快,非易失性等優(yōu)點,可以極大提高信息的處理速度。稀磁半導(dǎo)體作為自旋電子器件中的關(guān)鍵材料,目前已經(jīng)引起了電子學(xué)、物理學(xué)及材料科學(xué)等多學(xué)科研究者的關(guān)注。ZnO基稀磁半導(dǎo)體由于具有性質(zhì)穩(wěn)定、原料豐富、可以實現(xiàn)高濃度摻雜等優(yōu)點,并且在光、電、磁等領(lǐng)域存在眾多優(yōu)異性質(zhì),已經(jīng)成為了稀磁半導(dǎo)體研究的熱門領(lǐng)域,并取得了一定的進(jìn)展。但在眾多的理論計算和實驗研究成果中,仍然存在很多亟需解決的問題,如實驗重復(fù)性差、居里溫度低、磁性起源機(jī)理不明確等。為尋求具有高居里溫度的ZnO基稀磁半導(dǎo)體,本文采用了基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理研究方法,計算并討論了Co、Mn單摻雜和共摻雜ZnO基稀磁半導(dǎo)體的磁穩(wěn)定性和磁性起源機(jī)理,并研究了非金屬元素和本征缺陷的引入對Co-Mn共摻雜ZnO的影響。得到研究結(jié)果如下:(1)分別構(gòu)建了2×2×2的Co單摻雜ZnO和Mn單摻雜ZnO超晶胞模型,對它們在五種不同摻雜位置下的構(gòu)型進(jìn)行計算和分析。結(jié)果表明:Co單摻雜ZnO和Mn單摻雜ZnO都不具有室溫鐵磁性。系統(tǒng)的磁穩(wěn)定性與雜質(zhì)元素的摻雜位置有很大關(guān)系,其中Co摻雜ZnO在兩種構(gòu)型下表現(xiàn)出鐵磁性,另外三種構(gòu)型下表現(xiàn)出反鐵磁;Mn摻雜Zn O五種構(gòu)型均表現(xiàn)出反鐵磁性。從能量角度來看,Co摻雜ZnO和Mn摻雜ZnO均趨向于緊密構(gòu)型,即當(dāng)摻雜原子間距離較近時,體系基態(tài)能量更低、結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。(2)根據(jù)摻雜位置的分析結(jié)果,構(gòu)建了緊密構(gòu)型下的Co-Mn共摻雜ZnO模型。對其磁性和電子特性的計算和研究表明:相比于單摻雜體系,Co-Mn共摻雜ZnO表現(xiàn)出了穩(wěn)定的鐵磁性,并且具有遠(yuǎn)高于室溫的居里溫度。其磁性起源主要是Co和Mn的3d電子通過鄰近O原子發(fā)生的交換作用。(3)為研究實際制備中常見的空位缺陷和雜質(zhì)對ZnO基稀磁半導(dǎo)體的影響,本文在Co-Mn共摻雜ZnO體系中引入了空位及非金屬元素的摻雜缺陷。結(jié)果顯示,當(dāng)Co-Mn共摻雜ZnO中引入O缺陷、C元素和N元素后,體系從鐵磁穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁穩(wěn)定。從而表明在Co-Mn共摻雜ZnO中,O缺陷、C元素和N元素的引入不利于形成室溫鐵磁體,在制備過程中要避免這些雜質(zhì)的產(chǎn)生。Zn空位的引入對于Co-Mn共摻雜ZnO的磁性和居里溫度有明顯的提高。具體表現(xiàn)在:增強(qiáng)了鄰近O原子和Co原子的磁矩,但對Mn原子的磁矩略有削弱。體系自旋劈裂的產(chǎn)生除Co-3d、Mn-3d電子的共同作用外,Zn空位的引入也大大加強(qiáng)了O-2p在費米能級處的自旋劈裂。
[Abstract]:Spin electronic devices can greatly improve the processing speed of information because of its advantages of small volume, high speed and nonvolatile.As a key material in spin electronic devices, dilute magnetic semiconductors have attracted the attention of many researchers in electronics, physics and material science. ZnO based diluted magnetic semiconductors have stable properties and abundant raw materials.High concentration doping can be realized, and there are many excellent properties in the fields of light, electricity, magnetism and so on. It has become a hot field in the research of dilute magnetic semiconductor, and has made some progress.However, in many theoretical and experimental results, there are still many problems that need to be solved, such as poor repeatability, low Curie temperature, unclear magnetic origin mechanism and so on.In order to search for ZnO based diluted magnetic semiconductors with high Curie temperature, the first principle research method based on density functional theory (DFT) is used in this paper.The magnetic stability and magnetic origin mechanism of Co-Mn mono-doped and co-doped ZnO based diluted magnetic semiconductors were calculated and discussed. The influence of the introduction of nonmetallic elements and intrinsic defects on Co-Mn co-doped ZnO was studied.The results are as follows: (1) 2 脳 2 脳 2 Co mono-doped ZnO and mn mono-doped ZnO supercell models are constructed, and their configurations at five different doping positions are calculated and analyzed.The results show that neither ZnO nor mn mono-doped ZnO have room temperature ferromagnetism.The magnetic stability of the system is closely related to the doping position of impurity elements. Co- doped ZnO exhibits ferromagnetism in two configurations, and the other three show antiferromagnetic properties in all of the five Zn-doped Zn-O configurations.From the point of view of energy, both Co doped ZnO and mn doped ZnO tend to be compact, that is, when the doping atoms are close, the ground state energy is lower and the structure is more stable.The Co-Mn co-doped ZnO model with compact configuration was constructed.The calculation and study of the magnetic and electronic properties show that the codoped ZnO exhibits stable ferromagnetism and is much higher than the Curie temperature at room temperature.Its magnetic origin is mainly due to the exchange of 3D electrons of Co and mn through adjacent O atoms. The effect of vacancy defects and impurities on ZnO based diluted magnetic semiconductors is studied.Vacancy and nonmetallic doping defects were introduced into Co-Mn co-doped ZnO system.The results show that the system changes from ferromagnetic stability to antiferromagnetic stability when O defect C and N elements are introduced into Co-Mn co-doped ZnO.It is shown that the introduction of C and N elements in Co-Mn co-doped ZnO is not conducive to the formation of room temperature ferromagnets.In the process of preparation, it is necessary to avoid the introduction of these impurities. Zn vacancies can obviously improve the magnetic properties and Curie temperature of Co-Mn co-doped ZnO.The results show that the magnetic moment of the adjacent O and Co atoms is enhanced, but the magnetic moment of mn atom is slightly weakened.In addition to the co-action of Co-3dGn-3d electrons, the introduction of Zn vacancy in the system also greatly strengthens the spin-splitting of O-2p at Fermi level.
【學(xué)位授予單位】:江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TN304

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 侯清玉;李勇;趙春旺;;Al摻雜和空位對ZnO磁性影響的第一性原理研究[J];物理學(xué)報;2017年06期

2 肖振林;史力斌;;Cu摻雜ZnO鐵磁性的研究[J];人工晶體學(xué)報;2011年01期

3 于威;張麗;張子才;楊麗華;滕曉云;張錦川;傅廣生;;ZnO:Mn稀磁薄膜結(jié)構(gòu)和鐵磁特性分析[J];人工晶體學(xué)報;2009年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 張亞琳;電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)對有機(jī)聚合物光電特性的影響[D];河北師范大學(xué);2014年

2 陳靈娜;新型碳基納米材料的電子結(jié)構(gòu)和輸運性質(zhì)的理論研究[D];中南大學(xué);2011年

3 梁培;摻雜ZnO稀磁半導(dǎo)體磁性的第一性原理計算[D];華中科技大學(xué);2009年

4 張富春;3d過渡金屬摻雜一維ZnO納米材料磁光機(jī)理研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 茍祖濤;Fe、Co摻雜ZnO稀磁半導(dǎo)體第一性原理研究[D];江蘇大學(xué);2016年

2 朱肖鵬;元素?fù)诫s對ZnO晶體光電性能影響的第一性原理研究[D];燕山大學(xué);2014年

3 吳瑞強(qiáng);Ag摻雜ZnO稀磁特性的第一性原理研究[D];重慶師范大學(xué);2014年

4 喬豫龍;鈷摻雜氧化鋅的第一性原理研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

5 徐輝進(jìn);配位化合物的磁性機(jī)理研究[D];三峽大學(xué);2011年

6 莊晉艷;氧化鋅量子點結(jié)構(gòu)、缺陷和發(fā)光性能的研究[D];天津理工大學(xué);2009年

7 高慧霞;ZnO基稀磁半導(dǎo)體磁特性研究的第一性原理計算[D];河北大學(xué);2009年

8 劉曉通;ZnO d~0鐵磁性的研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 趙瑞斌;ZnO基稀磁半導(dǎo)體的光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)[D];河北師范大學(xué);2008年

10 肖斌;PLD法生長鋰摻雜p型ZnO薄膜及其性質(zhì)研究[D];浙江大學(xué);2006年

,

本文編號:1767563

資料下載
論文發(fā)表

本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/xixikjs/1767563.html


Copyright(c)文論論文網(wǎng)All Rights Reserved | 網(wǎng)站地圖 |

版權(quán)申明:資料由用戶735d2***提供,本站僅收錄摘要或目錄,作者需要刪除請E-mail郵箱bigeng88@qq.com
国产一区二区三区口爆在线| 国产不卡在线免费观看视频| 欧美日韩乱码一区二区三区| 我想看亚洲一级黄色录像| 国产精品白丝一区二区| 91香蕉国产观看免费人人| 欧美日本精品视频在线观看| 日韩成人中文字幕在线一区| 日韩高清中文字幕亚洲| 久久精品亚洲精品一区| 清纯少妇被捅到高潮免费观看| 麻豆一区二区三区在线免费| 护士又紧又深又湿又爽的视频| 人妻人妻人人妻人人澡| 日本一品道在线免费观看| 亚洲黄色在线观看免费高清| 最好看的人妻中文字幕| 欧美日韩校园春色激情偷拍| 国产亚洲二区精品美女久久| 91欧美日韩中在线视频| 日韩免费国产91在线| 美女被草的视频在线观看| 中文字幕人妻一区二区免费| 十八禁日本一区二区三区| 精品国产成人av一区二区三区| 91人妻丝袜一区二区三区| 国产精品一区二区三区日韩av | 黄色日韩欧美在线观看| 正在播放国产又粗又长| 国产成人精品视频一二区| 国产又粗又猛又长又大| 日韩亚洲激情在线观看| 99久久精品国产麻豆| 国产成人亚洲欧美二区综| 麻豆亚州无矿码专区视频| 欧美日韩国产精品黄片| 都市激情小说在线一区二区三区 | 九九热九九热九九热九九热| 日韩精品你懂的在线观看| 亚洲一区二区三区熟女少妇| 亚洲国产精品久久网午夜|