半导体ZnS:Co的电子结构与磁性研究

来源期刊：稀有金属材料与工程2014年第7期

论文作者：房文健 刘永生 方津 彭麟 郭保智 高湉

文章页码：1676 - 1680

关键词：稀磁半导体;第一性原理;Co掺杂ZnS;

摘    要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了闪锌矿结构Co掺杂ZnS体系的电子结构和磁性。通过计算掺杂后组态的几何参数、形成能、磁矩、电子态密度以及电荷密度,发现单个Co原子掺杂,替换超晶胞（2×2×2）中心的Zn原子后体系形成能小于0,可以实现掺杂,且在费米能级处出现自旋极化现象,体系具有半金属特性。通过对2个Co原子的掺杂情况的计算,发现Co-S-Co反铁磁耦合、Co-S-Zn-S-Co铁磁耦合时体系最稳定,同时解释了Co掺杂ZnS体系的铁磁性产生机理。