【摘 要】
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在半导体中引入磁性可以获得稀磁半导体（DMS）,由于DMS能够同时调控电流和自旋两种自由度,为开辟半导体技术新领域以及制备新型电子器件提供了条件。以SiC、ZnO和GaN为代表的第
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在半导体中引入磁性可以获得稀磁半导体（DMS）,由于DMS能够同时调控电流和自旋两种自由度,为开辟半导体技术新领域以及制备新型电子器件提供了条件。以SiC、ZnO和GaN为代表的第三代半导体相比于传统半导体具有更宽的禁带、更高的饱和载流子漂移速率和更低的导通电阻,因此这类半导体被广泛用于工业领域,对这类半导体进行掺杂改性研究是科学技术发展的客观要求。本文基于密度泛函理论对过渡金属元素掺杂3C-SiC系统的电子结构和磁学性质做了系统的研究。本文的具体工作内容如下:一、对3C-SiC的电子结构进行了计算和分析,并且与实验结果和其他理论计算结果进行了比较。二、对3C-SiC的本征缺陷进行了计算,结果表明3C-SiC中的碳空位（VC）或者硅空位(VSi)不能引入磁性。三、过渡金属元素（Sc:Zn）掺杂3C-SiC的计算结果表明,Sc、V、Cr、Mn和Fe元素掺杂3C-SiC的磁化能满足室温铁磁性的要求。四、过渡金属元素和N元素共掺杂表现出更低的形成能。Cr-N、Mn-N、Fe-N、Co-N和Ni-N共掺杂体系相比过渡金属掺杂体系具有更高的磁化能。计算结果与试验测量值的高度符合验证了本文关于共掺杂体系设计的合理性和可行性。
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