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由于具有独特的性质,原子厚度的二维磁性材料受到广泛的关注。二维半导体材料通常是内秉非磁性的,这限制了它们在自旋电子学上的应用,为使其有效地应用于自旋电子器件,有必要在这些非磁性材料中引入可调控的磁性。研究表明,施加应力、引入空位缺陷、替代掺杂和吸附等方法均能够在二维半导体材料中有效地引入磁性。目前,过渡族金属原子替代掺杂的方法已被广泛用于二维半导体的磁性调控。与Phosphorene类似,α相单层Sn S是非磁性半导体,带隙约为1.38 e V,因此α相单层Sn S有望作为稀磁半导体基底材料应用于自旋电子学。目前,没有关于在α相单层Sn S中引入磁性的相关报道。本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算的方法,研究了过渡族金属元素替代Sn掺杂对单层Sn S的几何结构、电子结构和磁性的影响。主要研究内容和研究结果如下:1、对于V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni替代Sn掺杂的单层Sn S,GGA的计算结果显示:Ni掺杂的单层Sn S不具有磁性,而一个替代掺杂的V,Cr,Mn,Fe和Co原子在单层Sn S中分别产生3μ,4μ,5μ,4μ和3μ的磁矩,磁矩主要由掺杂原子的3d轨道中未配对的电子所提供,掺杂原子周围近邻Sn和S原子的p轨道也有部分贡献。Ni掺杂单层Sn S没有磁性的原因是在费米能附近的能带具有较强的巡游性。进一步的计算表明两个掺杂的Cr原子之间存在长程的铁磁耦合。2、对于V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni替代Sn掺杂的单层Sn S,GGA+U的计算结果显示:一个替代掺杂的V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni原子在单层Sn S中分别产生了3μ,4μ,5μ,4μ,3μ和2μ的磁矩。与GGA的计算结果相比,掺杂原子d电子的关联效应明显地增加了V,Cr,Mn,Fe,Co替代掺杂单层Sn S自旋极化态的稳定性,特别是对Ni替代掺杂的单层Sn S,Ni原子d电子的关联效应使其基态由自旋非极化态变为自旋极化态。另外,3d电子的关联效应不仅明显地增加掺杂原子的磁矩贡献,而且显著地改变了两个掺杂原子之间的磁耦合。这些结果显示:关联效应对掺杂原子d轨道的影响是不可忽略的。