Co掺杂ZnTe团簇结构和磁性质

Co掺杂ZnTe团簇结构和磁性质

陈红霞，刘成林

【摘 要】摘 要:本文采用第一性原理密度泛函理论系统的研究了Co原子单掺杂和双掺杂(ZnTe)12团簇的结构和磁性质.考虑了两种掺杂方式：替代掺杂和间隙掺杂.不管是单掺杂还是双掺杂，间隙掺杂团簇都是最稳定结构.Co掺杂团簇的磁性依赖于Co原子周围环境.最重要的是，我们指出替代双掺杂团簇是铁磁耦合，在纳米量子器件领域有潜在的应用价值. 【期刊名称】原子与分子物理学报 【年(卷),期】2017(034)006 【总页数】6

【关键词】关键词:掺杂；团簇；磁性质；密度泛函理论

1 引 言

ZnTe是一种重要的II-VI族直接带隙半导体，带隙为2.26 eV，广泛应用于激光器[1,2]、光波导[3]、光电探测器[4]、发光二极管[5]、太阳能电池[6]等各个领域.随着纳米科学和纳米技术的兴起，掺杂团簇粒子由于其潜在的应用价值吸引了越来越多的注意[7-10].理论上已经开展了对纯ZnTe团簇的研究工作[11].研究发现，在ZnTe笼状结构中，(ZnTe)12团簇是对称性很高、相对稳定性也很高的空心笼状结构，是研究掺杂团簇粒子很好的候选结构.课题组已经开展了关于过渡金属原子掺杂(ZnO)12、(ZnS)12和(ZnTe)12的研究工作[12-14].研究发现，Co原子掺杂(ZnO)12和(ZnS)12团簇时，间隙掺杂团簇是最稳定结构；Co原子之间的磁性耦合是短程相互作用.在Fe掺杂(ZnTe)12团簇的研究时也发现了类似的结论.而Yadav等人研究Cr掺杂(ZnTe)12团簇，却发现替代掺杂