通过碳掺杂调控钛酸锶的磁性与电子性质
材料科学
2021-05-25 v1
摘要
利用广义梯度近似（GGA）和 GGA+U 方法的第一性原理计算，探讨了具有不同碳掺杂构型的钛酸锶的磁性与电子性质。我们的结果表明，C 掺杂 SrTiO3 的结构稳定性、电子性质和磁性强烈依赖于碳掺杂剂之间的距离。在 GGA 和 GGA+U 计算中，当碳掺杂剂为最近邻时，掺杂结构大多具有非磁性特征且较为稳定，这可归因于 C-C 二聚体对的形成，且随着 C-C 距离变小，C-C 杂化增强而 C-Ti 杂化减弱。随着 C-C 距离增大，在 GGA 计算中 C 掺杂 SrTiO3 从 n 型非磁性金属转变为铁磁性/反铁磁性半金属，再转变为反铁磁性/铁磁性半导体；而在 GGA+U 方法中，它从非磁性半导体转变为铁磁性半金属，再转变为反铁磁性半导体。我们的工作展示了调控 C 掺杂 SrTiO3 磁性与电子性质的可能性，或可为指导拓展钛酸锶作为磁性或光电子材料的应用提供些许参考。
引用
@article{arxiv.2012.10963,
title = {Tuning the Magnetic and Electronic Properties of Strontium Titanate by Carbon Doping},
author = {Hui Zeng and Meng Wu and Hui-Qiong Wang and Jin-Cheng Zheng and Junyong Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.10963},
year = {2021}
}