Cr掺杂NiAs型与Zinc-Blend型MnTe的第一性原理研究

【摘要】因为MnTe和CrTe均为过渡族磁性金属材料，晶格结构极为相似，且其居里温度在室温附近，所以化合物Mn1-xCrxTe的实用价值极高。在自旋电子学中的巨磁电阻效应和隧穿磁电阻效应等理论基础的指导下，实验中已经制备出Mn1-xCrxTe磁性金属薄膜，可以用来组建自旋阀、磁头等量子元件，应用到磁性存储设备和光电设备中，有非易失性、高速、低能耗、集成度高、色彩鲜艳等优势。以密度泛函理论为基础，运用MaterailsStudio6.0程序中的CASTEP软件包，对Mn1-xCrxTe化合物进行模拟。对于NiAs型化合物，在MnTe1×1×5超胞几何优化后的基础上，分别计算了x=0,0.1,0.2,0.3时的铁磁性和反铁磁性超胞的能带和态密度；并且计算了x=0.1时缺位的铁磁性和反铁磁性Mn1-x□xTe的能带和态密度。对于Zinc-Blend型化合物，在MnTe1×1×2超胞的基础上，计算了x=0,0.125,0.25时铁磁性和反铁磁性的能带结构和态密度；并计算了x=0.125是缺位的铁磁性和反铁磁性Mn1-x□xTe的能带和态密度。通过分析计算数据和图像，得出以下结论：在NiAs型化合物的掺杂过程中，Cr原子的d态电子与Mn原子的p态电子杂化，价带部分向下自旋的态密度与x轴围成的面积与向上自旋的态密度围成的面积的差值逐渐由正变为负，造成磁性由反铁磁性到铁磁性的改变。基底MnTe为反铁磁性半金属。当x=0.2时，铁磁性能量较低，自旋向上没有导带，Mn0.8Cr0.2Te材料为半导体。当x=0.3时，铁磁性更加稳定，自旋能带继续反向移动，Mn0.7Cr0.3Te又移动成为半金属。缺位的Mn0.9□0.1Te是间接能隙窄带半导体。在整个体系中，d态电子十分局域，造成了Mn1-xCrxTe化合物可能是半金属，也可能是半导体，这取决于x值。ZB型Mn1-xCrxTe的杂化方式也是p-d杂化。当x=0.125时，Mn0.875Cr0.125Te为反铁磁性半金属；当x=0.25时，Mn0.75Cr0.25Te为铁磁性半金属。缺位的Mn0.875□0.125Te为反铁磁性半金属，由于Mn原子缺位的原因，导致导带带宽变大。另外，体系中所有半金属的态密度在费米面处的值都接近于0，与半导体相似，说明此体系较为稳定。
【作者】张思；
【导师】封文江；
【作者基本信息】沈阳师范大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】能带；态密度；半金属；自旋；掺杂；

【参考文献】
[1]贾曦,夏清,陈启鑫,丁茂生,宁波.基于发电有效容量成本的电价机制[J].电力系统自动化,2013,08:6-13.
[2]段超.刑事附带民事诉讼中死亡赔偿金问题研究[D].新疆大学,法律,2013,硕士.
[3]宋黎明.高铁轴承试验台内气固双相流搅动循环的数值模拟[D].河南科技大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[4]李桂林.故障树分析技术在潜油电机和保护器故障诊断中应用研究[D].东北石油大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[5]郭娟.基于石墨烯的纳米复合材料的制备及性能研究[D].复旦大学,高分子化学与物理,2012,硕士.
[6]向东山,翟琨.分子信标的构建及其应用研究进展[J].应用化学,2014,01:11-19.
[7]刘岭.切削液对N-87材料铣削表面质量影响的研究[D].北京交通大学,2014.
[8]王涌鹏.高精度长焦距测量系统安装误差分析[D].浙江大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[9]来存良.走自主创新之路创建高效洁净示范矿井[J].煤炭经济研究.2003(05)
[10]雷仲贤,曽宪文,吉明鹏.高炉料流调节阀控制方法及改进[J].冶金自动化,2011,04:38-42.
[11]黄元元.金属纳米颗粒的生长和表面结构调控的研究[D].中国科学技术大学,同步辐射及应用,2014,博士.
[12]杨芃.抚顺市西露天矿工业旅游开发研究[D].沈阳师范大学,旅游管理,2014,硕士.
[13]王世程.小卫星CAN总线级内装自检演示验证系统设计[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2011,硕士.
[14]胡海洋.保留幽门胰十二指肠切除术（PPPD）临床疗效分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[15]韩选利.关键顾客的价值挖掘[J].企业标准化,2003,09:43-45.
[16]岳晓宁,井元伟,王竞波.理想状态下网络非线性交叉干扰激励价控策略[J].控制与决策,2007,01:16-20.
[17]季冬晓.论执政条件下中国共产党的党内监督[D].中共中央党校,党的学说与党的建设,2004,硕士.
[18]彭志刚,吴光宇,杨艳丽,徐心和.用两阶段启发式算法编制连铸生产计划[J].控制与决策,1999,S1:585-588.
[19]岳小静.血清IGF-1与2型糖尿病肾病的相关性分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[20]杨智闵.事实真伪不明与司法的可接受性[D].苏州大学,诉讼法学,2013,硕士.
[21]成建宏.地方热电厂适应市场经济规律的运行模式研究[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2003,硕士.
[22]祝福洋.壁式框架空心墙体系中壁柱的抗剪性能研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[23]李征.弗洛姆社会性格理论及其对马克思主义大众化的启示意义[D].中共中央党校,思想政治教育,2013,硕士.
[24]代海.磨料电化学射流加工过程数值模拟及实验研究[D].哈尔滨工业大学,机械工程,2013,硕士.
[25]宋国仓.U型高处作业平台力学分析及结构优化[D].沈阳建筑大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[26]向萍.线索—目标物的关联在儿童空间再定向中的作用[D].西南大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[27]袁伟.断续模式反激变换器的优化设计[D].浙江大学,2010.
[28]于琨.一个嵌入式客户端C/S系统的研究与应用[D].大连理工大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[29]赵天天.血清IL-6水平对手术后肝细胞癌患者预后的评价及预后指数的建立[D].苏州大学,普外科（专业学位）,2014,硕士.
[30]李彦峰.基于虚拟仪器视觉系统实验台架的研究[D].新疆大学,工程力学,2013,硕士.
[31]刘勃.髋臼骨折合并同侧粗隆间骨折治疗策略及预后的研究[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[32]林仁炳,王基一.连续属性离散化算法的时间复杂性分析[J].计算机与现代化,2005,09:40-42.
[33]冉莉莉.基于燃料电池的分布式发电系统研究[D].西南交通大学,轨道交通电气化与自动化,2013,硕士.
[34]任明迅,张全国,张大勇.入侵植物凤眼蓝繁育系统在中国境内的地理变异[J].植物生态学报,2004,06:753-760.
[35]豆艳艳.电子学档在过程性评价中的应用研究[D].南京师范大学,教育技术学,2012,硕士.
[36]王小梅.爱德华·赛义德后殖民主义文化观探析[D].华中师范大学,文艺学,2014,硕士.
[37]范霞萍.LTE家庭基站切换算法的研究与实现[D].南京邮电大学,电磁场与微波技术,2013,硕士.
[38]刘少岗.基于T-S模型的新型电机泵直驱缸伺服系统建模及控制[D].燕山大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[39]闵刚,王绪本,张兵,余谦,魏崴.AMT法在黔东北岑巩地区的页岩气勘探试验[J].石油地球物理勘探,2014,04:815-824+8.
[40]赵歌.18、19世纪法国体育运动的发展历程——阅读三大卷巨著《身体的历史》札记[J].成都体育学院学报,2014,04:11-17.
[41]王思.上市公司归因信息披露质量及监管研究[D].沈阳工业大学,会计学,2012,硕士.
[42]邓晗.论专业人士对第三人民事责任[D].华侨大学,民商法,2014,硕士.
[43]成洁.A Study on E-C Auto News Trans Editing: Problems and Solutions[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[44]郑荧莹.论精神障碍刑事司法鉴定的启动[D].华侨大学,法律,2013,硕士.
[45]钟一鸣.车辆信息采集系统设计[D].杭州电子科技大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[46]谢作建,姜少飞,李吉泉,柴国钟.注塑成型熔接痕的研究现状[J].轻工机械,2014,02:111-114+118.
[47]关伟.论洋务运动时期淮军的改进和建设[D].华中师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[48]刘敏,吴复立.基于实物期权理论的风电投资决策[J].电力系统自动化,2009,21:19-23.
[49]李忠献,吕杨,徐龙河,丁阳.强震作用下钢-混凝土结构弹塑性损伤分析[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2014,02:101-107.
[50]宋周成（SONGJUSUNG）.韩国留学生习得汉语动词偏误分析[D].吉林大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.