GaAs和GaN中稀土杂质的电子结构
材料科学
2009-11-11 v1 强关联电子
摘要
计算了GaAs和立方GaN中替代式稀土（RE）杂质的电子结构。使用自相互作用修正的局域自旋密度近似评估总能量，通过该近似可以研究稀土离子开放4f壳层的几种构型。缺陷通过REGaAs型超胞建模，其中n=4、8和16。优选的缺陷是稀土替代Ga，在这种情况下，在本征材料中，除GaN中的Ce和Pr外，所有情况下的稀土价态均为三价。在所有情况下，3+ --> 2+ f能级均位于理论导带边之上，并且仅在GaAs中的Eu、Tm和Yb以及GaN中的Eu位于实验带隙内。稀土杂质与价带顶和导带底态的自旋交换相互作用较弱，比Mn杂质的交换相互作用小一到两个数量级。因此，耦合强度不足以实现稀磁杂质的铁磁有序，除非在极低温度下。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0603288,
title = {Electronic structure of rare-earth impurities in GaAs and GaN},
author = {A. Svane and N. E. Christensen and L. Petit and Z. Szotek and W. M. Temmerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0603288},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 10 figures