【摘 要】
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基于第一性原理的计算方法研究了纯CeO2、Co掺杂CeO2和同时引入氧空位Vo和Co掺杂的CeO2稀磁半导体体系.通过计算体系的能带结构和态密度,探讨了该体系磁性产生的机制.计算发
【机 构】
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中山大学物理学院; 中山大学材料科学与工程技术学院;
【基金项目】
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国家自然科学基金(61176010,61172027)
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基于第一性原理的计算方法研究了纯CeO2、Co掺杂CeO2和同时引入氧空位Vo和Co掺杂的CeO2稀磁半导体体系.通过计算体系的能带结构和态密度,探讨了该体系磁性产生的机制.计算发现,纯CeO2体系不具有磁性;没有氧空位Vo的Co掺杂CeO2体系中,Co离子之间通过O原子发生超交换反铁磁耦合,体系无铁磁性;当氧空位Vo和Co离子同时存在于CeO2体系中时,Co离子之间通过氧空位Vo发生铁磁耦合,该体系表现出铁磁性能.另外,由氧空位Vo诱导的Co离子之间的铁磁耦合不仅发生在紧邻的两个Co离子,而且可以扩展到几个原子距离的长度.计算结果证明了氧空位Vo诱导铁磁性耦合机制.本文工作将为CeO2基稀磁半导体体系制备与磁学性质的研究提供支持.
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