物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2011年
10期
2326-2332
,共7页
张富春%张威虎%董军堂%张志勇
張富春%張威虎%董軍堂%張誌勇
장부춘%장위호%동군당%장지용
氧化锌%纳米线%第一性原理%掺杂%磁学性质
氧化鋅%納米線%第一性原理%摻雜%磁學性質
양화자%납미선%제일성원리%참잡%자학성질
采用自旋极化密度泛函理论系统研究了Ni掺杂ZnO纳米线的电子结构、磁学和光学性质.磁学性质计算结果显示六种Ni掺杂ZnO纳米线的磁性耦合体系出现了铁磁(FM)、反铁磁(AFM)和顺磁(PM)三种不同的耦合状态.能量计算结果表明Ni原子在纳米线外表面沿[0001]方向替代Zn原子时能量最低,体系的AFM耦合相对稳定,AFM体系表现出金属性.态密度计算结果显示FM耦合在费米能级附近出现了明显的自旋极化现象,发生了强烈的Ni 3d和O 2p杂化效应,掺杂产生的磁矩主要来源于Ni 3d未成对轨道电子和部分O 2p轨道电子的贡献,FM耦合表现出半金属性.另外,光学性质计算结果显示Ni掺杂ZnO纳米线的远紫外吸收峰发生了红移现象,而380 nm附近的近紫外吸收峰发生了明显的蓝移现象,在整个紫外区都表现出了优异的发光性能.以上结果表明Ni掺杂ZnO纳米线是一种很有前途的磁光电子材料.
採用自鏇極化密度汎函理論繫統研究瞭Ni摻雜ZnO納米線的電子結構、磁學和光學性質.磁學性質計算結果顯示六種Ni摻雜ZnO納米線的磁性耦閤體繫齣現瞭鐵磁(FM)、反鐵磁(AFM)和順磁(PM)三種不同的耦閤狀態.能量計算結果錶明Ni原子在納米線外錶麵沿[0001]方嚮替代Zn原子時能量最低,體繫的AFM耦閤相對穩定,AFM體繫錶現齣金屬性.態密度計算結果顯示FM耦閤在費米能級附近齣現瞭明顯的自鏇極化現象,髮生瞭彊烈的Ni 3d和O 2p雜化效應,摻雜產生的磁矩主要來源于Ni 3d未成對軌道電子和部分O 2p軌道電子的貢獻,FM耦閤錶現齣半金屬性.另外,光學性質計算結果顯示Ni摻雜ZnO納米線的遠紫外吸收峰髮生瞭紅移現象,而380 nm附近的近紫外吸收峰髮生瞭明顯的藍移現象,在整箇紫外區都錶現齣瞭優異的髮光性能.以上結果錶明Ni摻雜ZnO納米線是一種很有前途的磁光電子材料.
채용자선겁화밀도범함이론계통연구료Ni참잡ZnO납미선적전자결구、자학화광학성질.자학성질계산결과현시륙충Ni참잡ZnO납미선적자성우합체계출현료철자(FM)、반철자(AFM)화순자(PM)삼충불동적우합상태.능량계산결과표명Ni원자재납미선외표면연[0001]방향체대Zn원자시능량최저,체계적AFM우합상대은정,AFM체계표현출금속성.태밀도계산결과현시FM우합재비미능급부근출현료명현적자선겁화현상,발생료강렬적Ni 3d화O 2p잡화효응,참잡산생적자구주요래원우Ni 3d미성대궤도전자화부분O 2p궤도전자적공헌,FM우합표현출반금속성.령외,광학성질계산결과현시Ni참잡ZnO납미선적원자외흡수봉발생료홍이현상,이380 nm부근적근자외흡수봉발생료명현적람이현상,재정개자외구도표현출료우이적발광성능.이상결과표명Ni참잡ZnO납미선시일충흔유전도적자광전자재료.
