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稀土金属掺杂ZnO磁学和光学性质的第一性原理研究

杨磊  方源达  宋丹丹  刘临利  郑全超  
【摘要】:基于全势线性缀加平面波方法,对Nd掺杂ZnO的电子结构、磁学性质和光学性质进行了计算,同时研究了空位缺陷对Nd掺杂ZnO磁学性质和光学性质的影响。通过分析体系的总能和态密度图表明,当不存在本征缺陷时,Nd掺杂ZnO倾向于呈现室温顺磁性;V_(Zn)有利于增大体系的磁矩,稳定室温铁磁性;Nd掺杂ZnO的铁磁性来源于载流子调控的铁磁p-f交换耦合作用。光学性质的研究表明,Nd的4f轨道电子跃迁使得ZnO吸收谱上1.5eV出现了尖锐的峰值,造成ZnO禁带宽度减小,紫外-可见光区的吸收能力增强。

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