【摘 要】
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最近,作为最有潜力的自旋电子学器件,由过渡金属取代形成的III-V族稀磁半导体受到越来越多的关注。我们采用原子轨道线性组合方法的SIESTA软件包进行密度泛函计算,深入分析了
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最近,作为最有潜力的自旋电子学器件,由过渡金属取代形成的III-V族稀磁半导体受到越来越多的关注。我们采用原子轨道线性组合方法的SIESTA软件包进行密度泛函计算,深入分析了闪锌矿结构的Cr:AlAs稀磁半导体中Cr的分布及其影响。我们对Cr:AlAs中单取代、双取代以及多取代组态进行了计算。同时在计算中也考虑到了铁磁相和反铁磁相的不同情况。针对形成能随两个Cr原子间距的变化关系也作了研究。我们的研究表明:在单取代情况下Cr原子倾向于取代Al原子。最活跃的双取代组态是反铁磁性的CrAl-Cri-T1。但是在双取代情况下,不同磁基态的组态都有形成Cr团簇的趋势,比如:反铁磁性的CrAl-Cri-T1、反铁磁性的CrAl-Cri-T2、铁磁性的CrAl-CrAl等。这与纤锌矿结构的稀磁半导体CrGa(Al)不一样。与同质模型相比,Cr:AlAs稀磁半导体的磁矩由于受到反铁磁性的Cr-Cr团簇的影响而减小。由于不同的Cr团簇具有不一样的形成能,这也造成了Cr:AlAs磁矩测量值与晶体生长相关、Cr原子的浓度相关。这些研究结论在高取代组态的研究中也得到了验证。
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