稀磁半導(dǎo)體是將過渡金屬元素?fù)诫s到非磁性半導(dǎo)體中而形成的磁性半導(dǎo)體材料。由于同時擁有電子電荷和電子自旋兩種自由度,稀磁半導(dǎo)體同時具有半導(dǎo)體和磁性兩方面的特性,在新型功能材料中具有重要的應(yīng)用價值。對于多功能器件,尋找敏感材料并發(fā)展有效的誘導(dǎo)和調(diào)控手段,使其具有優(yōu)良的磁性、光學(xué)及力學(xué)特性是非常重要且具有挑戰(zhàn)性的工作。AlP是一種典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體。近年來,將過渡金屬元素?fù)诫s到AlP中以獲得優(yōu)良磁性性質(zhì)的研究受到學(xué)者廣泛關(guān)注�；诘谝恍栽碛嬎�,本文將少量Mn原子摻入AlP中形成了稀磁半導(dǎo)體Al₁₄Mn₂P₁₆,相比于AlP,Al₁₄Mn₂P₁₆具備優(yōu)良的磁性和光學(xué)性質(zhì)。此外,通過施加單軸應(yīng)變、雙軸應(yīng)變和靜水壓力,對Al₁₄Mn₂P₁₆的彈性、磁性和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了調(diào)控,獲得了一系列有意義的研究結(jié)果。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1、研究了無應(yīng)變狀態(tài)下Al₁₄Mn_2<... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

Al14Mn2P16在靜水壓力下的磁矩(a)Al原子的磁矩;(b)Mn原子的磁矩;(c)P原子的磁矩;(d)Al14Mn2P16超晶胞的總磁矩

由圖6-8(d)可知,隨體積應(yīng)變的增加,總磁矩整體穩(wěn)定,體系的總磁矩保持在6.66μB~8.02μB之間,但是在-14.32%與-15.11%時有短暫的急劇下降現(xiàn)象,總磁矩降低約1.3μB。由于整個超晶胞的總磁矩主要由Mn原子貢獻(xiàn),所以總磁矩的變化主要由Mn原子磁矩的變化引起,為了考查磁矩下降的原因,這里對Mn的3d電子態(tài)密度進(jìn)行分析,如圖6-9:由圖6-9可知,體積應(yīng)變?yōu)?14.32%和-15.11%的3d電子態(tài)密度基本一致,與無靜水壓力下的3d電子態(tài)密度相比,整體向低能量方向移動,同時其密度也明顯的降低,3d電子密度降低是導(dǎo)致該靜水壓力下磁矩急劇下降的原因。

基于6.1中靜水壓力作用下幾何優(yōu)化成功的Al14Mn2P16超晶胞,采用GGA+U方法計算Al14Mn2P16超晶胞在鐵磁態(tài)下的能帶結(jié)構(gòu),計算參數(shù)設(shè)置為:交換-關(guān)聯(lián)函數(shù)采用GGA-PBE,平面波截斷能選取為450 eV,k點設(shè)置為4×4×10,其余參數(shù)采用Ultra-fine精度的默認(rèn)設(shè)置,能帶的計算仍然采用0.853 e V的剪刀算符,得到靜水壓力下的能帶結(jié)構(gòu)見圖6-10。圖6-10(續(xù))Al14Mn2P16在靜水壓力下的能帶結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3344858