镍铁掺杂的gete基磁性相变材料模拟计算研究

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1、分类号学号M201272097学校代码10487密级硕士学位论文镍铁掺杂的GeTe基磁性相变材料模拟计算研究学位申请人：宋笠学科专业：软件工程指导教师：缪向水教授副导师：程晓敏副教授答辩日期：2015年1月19日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSimulationofNiandFedopedGeTe-basedmagneticphasechangematerialCandidate：SongLiMajo

2、r：SoftwareEngineeringSupervisor：Prof.MiaoXiangshui,Asso.Prof.ChengXiaominHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan.19th,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声

3、明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着信息时代的高速

4、发展，对于数据存储、处理的需求急剧增大，人们对于高性能存储材料的需求也大大增加。磁性相变材料因其集合了稀磁半导体材料和相变材料的两种特性，既具有稀磁半导体的自旋及半导体特性，又具备了相变结构变化导致光学、电学等物理特性产生变化的特点，受到了人们的广泛关注，认为它是新型逻辑功能器件的可靠应用材料。GeTe作为相变材料，是第一批被科学家发现同时具有快速相变，且相变前后具有相当大的电学特性的材料，由于其结晶温度高，相变前后特性差异较大，且在常温下相变结构很稳定的特点，在研究磁性相变材料的领域中占有一席之地。本文采用了第一性原理从头算模拟计算方法，结合

5、赝势平面波方法，使用VASP软件包建立了Ni、Fe掺杂的GeTe基磁性相变材料结构模型，对其进行了一系列的结构优化，并通过分子动力学计算，得到了晶态和非晶态GeTe基磁性相变材料的两种结构模型。在此基础上，计算了不同掺杂浓度下Ge1-xFexTe材料和Ge1-xNixTe材料的磁矩、态密度和电子局域函数分布等，并与实验结果进行对比。计算结果表明，晶态GeTe材料在掺杂浓度达到一定浓度之前，其磁矩随掺杂浓度的提高比例上升，而在达到一定掺杂浓度之后，材料磁矩会随掺杂浓度的升高而降低；掺杂Ni和Fe元素的非晶态GeTe基磁性相变材料宏观上无磁矩。并结

6、合态密度和电子局域函数分布分析了GeTe基磁性相变材料磁性的产生原因。这对磁性相变材料的磁性调控及用于新型逻辑功能器件的开发具有一定的意义。关键词：GeTe；磁性相变材料；第一性原理计算；磁性调控I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,therequirementfordatastorageandinformationprocessingincreasessharply,sothatpeoplehavetodevelophighperformance

7、storagematerialstosatisfythat.Themagneticphasechangematerialhasattractedwideattention,andwasbelievedtobereliablematerialfornextgenerationoflogicfunctiondevicesbecauseithasthecharacteristicsofbothdilutedmagneticsemiconductorandphasechangematerial.GeTe,usedasthephasechangemate

8、rial,hasthecharacteristicofrapidphasetransition,andremarkablechangeinelectr