磁性半导体 SnO$_2$:Mn,Fe,Co,Ni 中的基本晶体场激发
材料科学
2019-08-08 v1 强关联电子
摘要
直接测量掺杂 金属的基本电子激发对于理解它们如何作为宿主材料的一部分发挥作用至关重要。通过计算 电子带的晶体场分裂,展示了过渡金属 Mn、Fe、Co 和 Ni 如何掺入 SnO 中。将晶体场分裂与共振非弹性 X 射线散射(RIXS)实验进行比较,后者精确测量这些基本 激发。可通过该比较确定并识别谱学特征的根源,从而增进对这类掺杂金属如何置身于宿主中并改变其电子与磁性质的理解;以及每种元素掺入其他半导体材料时有何不同。我们发现氧空位不能形成于金属原子的最近邻位,而必须至少位于两个配位球之外。掺杂剂在宿主中的配位于是可明确关联于 电子构型与能量。该方法促进了对局域晶体配位与电子/磁性质之间本质联系的理解。
引用
@article{arxiv.1908.02623,
title = {Fundamental Crystal Field Excitations in Magnetic Semiconductor SnO$_2$:Mn,Fe,Co,Ni},
author = {B. Leedahl and D. J. McCloskey and D. W. Boukhvalov and I. S. Zhidkov and A. I. Kukharenko and E. Z. Kurmaev and S. O. Cholakh and N. V. Gavrilov and V. I. Brinzari and A. Moewes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.02623},
year = {2019}
}