【摘 要】
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此文用基于密度泛函理论第一性原理的贋势平面波方法,计算了Fe2Si及Mn掺杂Fe2Si体系的能带结构、电子态密度和磁学特性,分析了不同位置Mn掺杂对Fe2Si电磁特性的影响,获得了纯
【机 构】
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贵州大学大数据与信息工程学院; 贵州省光电信息分析与处理特色重点实验室; 贵州民族大学材料科学与工程学院;
【基金项目】
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贵州省科技厅联合基金项目([2016]7077);贵州省教育厅青年科技人才成长项目([2016]166);贵州大学研究生创新基金项目(研理工2017011)
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此文用基于密度泛函理论第一性原理的贋势平面波方法,计算了Fe2Si及Mn掺杂Fe2Si体系的能带结构、电子态密度和磁学特性,分析了不同位置Mn掺杂对Fe2Si电磁特性的影响,获得了纯的和不同位置Mn掺杂的Fe2Si体系是铁磁体,自旋向上的能带结构穿过费米面表现金属特性,纯Fe2Si的半金属隙为0.164e V;Mn掺杂在Fe1位时,自旋向下部分转变为A-M间的间接带隙半导体,体系呈现半金属特性,此时磁矩为2.00μB,是真正的半金属性铁磁体;掺杂在Fe2位时,自旋向下部分的带隙值接近于0,体系呈现金属特性;掺杂在Fe3位时,自旋向下部分转变为L-L间的直接带隙半导体,体系呈现半金属特性等有益结果 .自旋电荷密度分布图表明Mn原子的3d电子比较局域,和周围原子成键时3d电子更倾向于形成共价键.体系的半金属性和磁性主要来源于Fe-3d电子与Mn-3d电子之间的d-d交换,Si-3p电子与Fe、Mn-3d电子之间的p-d杂化.这些结果为半金属铁磁体Fe2Si的电磁调控提供了有效的理论指导.
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