金属硫族基化合物中二维多铁性的理论分析

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daiap
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多铁材料集多种铁序于一身,在信息存储、高效能电子器件等领域有着广阔的应用前景。随着近年来对二维材料研究的兴起,二维多铁材料因其有望解决半导体器件进一步小型化而产生的量子遂穿和热耗散问题而得到广泛关注。但是现实中完美的二维多铁材料尤其是同时具备铁电性和铁磁性的二维多铁材料十分罕见。在二维材料中如何通过掺杂、原子修饰、缺陷等手段来对材料进行改性,使其成为同时具有铁电性、铁磁性、半导体性等优良特性的功能材料就成了当前低维多铁材料研究的重要方向。最近,已经有试验通过Fe掺杂SnS2获得了铁磁性(Nature Communication2017,8,1958),同时也有很多通过氢原子、卤素原子修饰等方式在二维材料中引入铁序的工作被报导。本文通过第一性原理计算在理论上验证了可以分别通过3D过渡金属掺杂和卤素原子(F,Cl,Br)修饰在第IV主族金属硫族化合物(SnS,SnSe,GeS,GeSe)中实现“三铁性”多铁材料(铁电、铁磁/反铁磁、铁弹),并分析了其铁性之间的相互耦合以及相互调控的机制,给出了其作为非易失性存储器件的电“写”磁“读”的实现方式。  本文主要从以下方面展开叙述:第一章中主要介绍了多铁材料和二维材料的基本概念、研究背景、研究进展以及应用前景;第二章主要介绍材料计算模拟中常用的Hartree-Fork近似和密度泛函理论以及基于以上理论的软件包如Vasp和Materials Studio。第三章主要对第Ⅳ主族金属硫族化合物(SnS,SnSe,GeS,GeSe)进行3D过渡金属的掺杂研究,并对其磁性、电子结构以及多铁性质进行计算分析,得到了同时具备铁电、铁磁、铁弹的“三铁性”多铁材料,并且同时具备稀磁半导体特性,讨论了通过铁电、铁弹来调控其磁性的机制以及其作为非易失性存储器件电“写”磁“读”的实现方式;第四章主要讨论了通过卤素原子修饰在第IV主族金属硫族化合物(SnS,SnSe,GeS,GeSe)引入磁性的方式,理论计算结果说明通过卤素原子修饰同样能引入磁性且基态都呈现反铁磁性。以Cl原子修饰GeS为例,计算分析了其电子结构、磁性分布以及铁性之间的相互耦合。同时发现Cl原子修饰会增强其面内的铁电极化,且其铁弹性也得到保留。和第三章中相似的电“写”磁“读”的方式同样可以在该体系中实现,此外还可以通过外加电场驱动Cl原子的运动,进而带动磁性分布改变,达到电控磁的目的;第五章主要针对前面工作进行了总结,并就工作中存在的问题提出了下一步的研究目标。
其他文献
本硕士论文开展的是单自由度非线性振动方程的解析近似与数值方法的研究。 通过改进经典的近似方法,发展了一种新的近似逼近解析方法。用这个方法可以求解普遍的非线性常微
Ⅲ-Ⅴ族半导体材料GaAs的高密勒指数表面和金属表面自扩散生长的机制研究是目前表面科学研究的热点问题。本文根据目前实验上已有的研究结果,对GaAs高密勒指数(114)表面原子和
In line with the sensitivity of coal drillings temperature and coalbed temperature to the dangerous zone of coal and gas outburst, two temperature sensitive ind
期刊
本文对Co2VAl,Co2MnAl,Ni2CoGa进行了磁性及输运性质进行了研究。研究表明Co2VAl为立方L21结构,磁矩主要局域在Co原子上,精确推算出居里温度306K。电阻在低温区35K附近出现极
澳大利亚Hydramatic工程公司所属的纽卡斯尔ARO锚杆机制造厂现正制造一种一次同时可安装6根锚杆的42REMB-BWT型锚杆安装机.这种锚杆安装机一次可同时安装4根顶板锚杆和两根
新舟6011月12日,在第十届珠海航展现场,奥凯航空有限公司与中航飞机西安飞机分公司共同签署第13架新舟60飞机交接证书。此架机同时也成为新舟系列飞机累计交付的第100架飞机
种子无论是质量问题还是抗逆性或适应性问题,一旦发生,涉及农户多,影响面广,直接影响农业生产安全和农民收入,乃至影响农村社会稳定。近年来,国家对 Whether it is quality
本文研究了外延法生长金刚石薄膜和包银金刚石颗粒的场发射特性。目的在于探索金刚石的场发射机制。实验中外延金刚石薄膜采用热丝CVD法生长,生长于事先电泳沉积在硅衬底的金
核壳型磁性纳米复合材料是由两种或两种以上功能材料复合而成的新型材料,在众多领域有着广泛的应用。纳米 Fe3O4 具有制备简单、价格低廉、毒性低、磁性能优异等特性,常被用来
本论文中,我们讨论开放系统的演化性质。特别的,马尔科夫近似下,存在一般性解析描述系统演化的方法。通过比对经典马氏过程,我们总结出马氏演化的特点,并依此引入关于非马氏过程的