C掺杂ZnS纳米线电子性质和磁性质
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O469

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国家自然科学基金


Electronic and magnetic properties of C-doped ZnS nanowires
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    摘要:

    运用第一性原理方法研究了C掺杂ZnS纳米线的电子性质和磁性质。研究发现C原子趋于替代纳米线表面的S原子。所有掺杂纳米线显示了半导体特性。纳米线的总磁矩主要来源于C原子2p轨道的贡献。由于杂化,相邻的Zn原子和S原子也产生了少量自旋。在超原胞内,C、Zn和S原子磁矩平行排列,表明它们之间是铁磁耦合。铁磁态和反铁磁态的能量差达到了121meV,表明C掺杂ZnS纳米线可能存在室温铁磁性,这在自旋电子学领域有很大应用前景。

    Abstract:

    The electronic and magnetic properties of ZnS nanowires (NWs) doped with C atom are studied in terms of the first-principle calculation. The result shows that C atom preferring to the surface position. All of the doped NWs show semiconductor character. The magnetic moments are mainly contributed by the C-2p orbital. Due to the hybridization interaction,a small magnetic moment is also induced in nearest neighboring Zn and S atoms. The magnetic moments of the C, Zn, and S atoms in the super cell have the same direction, indicating ferromagnetic coupling between them. The large energy difference (121 meV) between the ferromagnetic and antierromagnetic state implies room-temperature ferromagnetism for C-doped ZnS NWs, which has great potential in spintronic devices.

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引用本文格式: 周殿凤,陈红霞,庄国策. C掺杂ZnS纳米线电子性质和磁性质[J]. 四川大学学报: 自然科学版, 2016, 53: 1307.

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  • 收稿日期:2016-07-15
  • 最后修改日期:2016-08-26
  • 录用日期:2016-08-30
  • 在线发布日期: 2016-11-14
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