Cr掺杂浓度对AlN半金属性影响的第一性原理研究  被引量:3

Concentration's effect on the half-metallic properties of Cr doped AlN:first principles study

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作  者:樊玉勤[1,2] 王新强[1] 刘高斌[1] 王连轩[1] 胡凯燕[1,2] 

机构地区:[1]重庆大学物理系,重庆400030 [2]重庆科技学院数理系,重庆401331

出  处:《原子与分子物理学报》2010年第2期359-364,共6页Journal of Atomic and Molecular Physics

基  金:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC-2007BB4137;CSTC-2006BB415)

摘  要:本文基于密度泛函理论的第一性原理方法,在广义梯度近似(GGA)下计算了掺杂过渡金属Cr原子后AlN晶体自旋极化的能带结构、分态密度等性质.结果表明,半金属能隙随着掺杂浓度的增大而减小.文中以掺杂浓度为12.5%的Cr—A1N(2×2×1)为例,分析了其自旋极化的能带结构、分态密度和磁矩等性质,发现Cr—3d电子对自旋向下子带导带底的能量位置起决定作用.随着掺杂浓度的增大,Cr原子间相互作用增强,Cr—3d能带向两边展宽,导致自旋向下子带导带底的能量位置下降,从而半金属能隙变窄.The half-metallic properties of transition metal Cr doped wurtzite AlN crystal were studied by density-functional theory using the generalized gradient approximation (GGA) for the exchange-correlation potential. The result indicates that the half-metallic gap decreases with increasing Cr doped concentrations. Analysis of the spin-polarized band structures, partial density of states (PDOS) and the molecular moment of Cr--AIN (2 × 2 × 1) shows that the conduction band minimum of down-spin bands is determined by Cr--3d states. The interaction between Cr atoms enhances and Cr--3d bands broaden with increasing Cr doped concentrations, which results in the decrease of the conduction band minimum of down-spin bands, so the half-metallic gap reduces.

关 键 词:ALN 半金属 能带结构 态密度 

分 类 号:O474[理学—半导体物理]

 

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