ZnO晶界中缺陷诱导的d0铁磁性
材料科学
2016-01-20 v1
摘要
若干实验研究将晶界(GB)缺陷指认为ZnO中铁磁性的起源。然而，这一假设的机理从未被证实。本研究利用GGA+U近似考察了ZnO晶界的原子结构及点缺陷的效应。弛豫后的GB具有大周期性以及由8和10个编号原子组成的通道，其配位数分别为4和3。与O空位(VO)不同，Zn空位(VZn)相对于类体相区域优先聚集在GB处，表明在多晶ZnO中获得p型电导的可能性。尽管无点缺陷的GB未产生磁化，VZn却在GB处的O位诱导了高达 0.68 {\mu}B/atom 的自旋极化。通过提高VZn浓度以及向体系内注入空穴，获得了大于 150 eV 的铁磁交换能。电子结构分析表明，无外源掺杂的自旋极化起源于O 2p轨道，这是d0半导体的共同特征。
引用
@article{arxiv.1508.00100,
title = {Defect induced d0 ferromagnetism in a ZnO grain boundary},
author = {S. Assa Aravindh and Udo Schwingenschloegl and Iman S. Roqan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.00100},
year = {2016}
}