拓扑绝缘体 Bi2Se3 中磁性掺杂的调控
材料科学
2013-01-08 v2
摘要
我们从理论上研究了通过 3d 过渡金属元素磁性掺杂在拓扑绝缘体 Bi2Se3 中建立铁磁性的可能性。利用密度泛函理论内的第一性原理计算，研究了掺杂 Bi2Se3 的形成能、电荷态、能带结构和磁性。结果表明，对于单个杂质，Bi 替代位点在能量上比间隙位点更有利。详细的电子结构分析显示，Cr 和 Fe 掺杂的材料在体相中仍保持绝缘性，但由于掺杂剂的 d 态与邻近 Se 原子的 p 态之间的强杂化，Bi2Se3 的本征带隙显著减小。计算出的磁耦合表明，Cr 掺杂的 Bi2Se3 可能同时具有铁磁性和绝缘性，而 Fe 掺杂的 Bi2Se3 倾向于弱反铁磁性。
引用
@article{arxiv.1205.3936,
title = {Tailoring Magnetic Doping in the Topological Insulator Bi2Se3},
author = {Jian-Min Zhang and Wenguang Zhu and Ying Zhang and Di Xiao and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.3936},
year = {2013}
}
备注
5 pages, 3 figures