p-n共掺对稀磁半导体铁磁稳定性的影响研究

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1、分类号：密级：无UDC：单位代码：10118山西师范大学研究生硕士学位论文p-n共掺对稀磁半导体铁磁稳定性的影响研究付艳妮论文指导教师齐世飞副教授山西师范大学化学与材料科学学院申请学位级别理学硕士专业名称化学论文提交日期2014年4月2日论文答辩日期2014年5月12日学位授予单位山西师范大学学位授予日期2014年6月4日答辩委员会主席评阅人2014年月独创声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，学位论文的知识产权属于山西师范大学。除了文中特别加以标注的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山西师范大学或其他教育机构

2、的学位或证书使用过的材料。本声明的法律后果将完全由本人承担。作者签名：签字日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解山西师范大学有关保留、使用学位论文的规定，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。本人授权山西师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行网络出版，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：签字日期：导师签字：签字日期：2中文摘要论文题目:p-n共掺对稀磁半导体铁磁稳定性的影响研究专业:化学硕士生:付艳妮签名:指导教师:齐世飞签名:摘要稀磁半导体（DMSs）

3、在传统半导体的基础上引入电子的自旋属性，使之在微电子领域有更广泛的应用前景.但是还存在一些重要的问题没有解决，如铁磁性来源、居里温度低、掺杂物溶解的固溶度等.本文从理论的角度，系统的研究了p-n共掺方法对一些稀磁半导体体系铁磁稳定性的影响，进而发现了利用p-n共掺方法提高这些体系居里温度的一般性规律。具体包括以下两方面的研究:（1）我们采用第一原理密度泛函理论研究了p-n共掺ZnO和Ge基稀磁半导体的电子结构和磁学性质，研究表明作为共掺杂物的非磁性元素的电负性和离子半径对ZnO和Ge基DMS的磁性有极大的影响。具体计算了Mn/Se、Mn/As、Mn/Al、Mn/Ga、Mn/P、Mn/S共掺

4、杂的ZnO和Ge基稀磁半导体的E。我们的研究发现：共掺杂FMAFM元素的电负性和离子半径对提高被研究体系的铁磁稳定性起着决定性的作用。在周期表的同一周期中，电负性越大，铁磁稳定性越强.离子半径越小，铁磁稳定性越强。这些发现为高居里温度的氧化物和Ge基稀磁半导体自旋器件的设计提供了一个很好的方法。（2）采用第一原理密度泛函理论研究了共掺杂GaAs体系的电子结构和磁学性质。研究表明，p-p共掺GaAs体系铁磁稳定性比Mn单掺杂GaAs体系的铁磁稳定性弱，而p-n共掺的GaAs体系比Mn单掺杂的GaAs体系铁磁稳定性强，计算结果表明Mn/Si或Ge共掺（p-n共掺）是提高GaAs基稀磁半导体

5、居里温度的有效途径。【关键词】稀磁半导体居里温度第一原理铁磁性【论文类型】基础1山西师范大学学位论文2英文摘要Title:Studyofferromagneticstabilityofp-ncodopeddilutedmagneticsemiconductorMajor:ChemistryName:FuYanniSignature:Supervisor:QiShifeiSignature:AbstractDilutedmagneticsemiconductors(DMSs)areintroducedonthebasisofconventionalsemiconductorwithelect

6、ronicspinproperty,whichmakesithavemoreextensiveapplicationprospectsinthefieldofmicroelectronics.Buttherearesomeimportantunsolvedproblems,suchasmagneticmechanism，lowCurietemperature,codopantdissolvedsolidsolubility,etc.Thisstudysystematicallyresearchtheeffectofp-ncodopingmethodontheferromagneticsta

7、bilityinsomedilutedmagneticsemiconductorsystems.AndthenwefoundthegenerallawofimprovementofCurietemperature.Thespecificresearchincludesthefollowingtwosections:(1)westudyofelectronicstructureandmagneticpropertiesof