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稀土元素Eu掺杂LiCaN新型稀磁半导体的磁光电性质调控

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采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,对新型稀磁半导体Li1±y(Ca1-x Eux)N(x=0,0.125;y=0,0.125)进行几何结构优化,计算并分析了体系的电子结构、磁性和光学性质.结果表明:可以通过掺入稀土元素Eu和改变Li的计量数来调控体系的磁性和电性.Eu掺入后,带隙值减小,在费米能级附近发生了强烈的p-f轨道杂化,体系获得了比Mn掺LiCaN更大的磁矩,磁矩主要来源于Eu4f态能级的引入.Li缺陷时,体系变为半金属性,杂化作用减弱,磁矩减小.Li过量时,体系发生了杨-泰勒效应,能带重组,体系呈金属性,磁矩最大.对比光学性质发现,介电函数虚部、复折射率函数、吸收函数和光电导率函数实部均受到Li计量数的影响,扩大了电磁波的吸收范围,掺杂体系吸收峰具有明显的蓝移效应,Li计量数的改变使体系具有更宽的等离子体振荡范围而Li过量时等离子体共振频率最大.
Regulation of magnetic, optical and electrical properties of rare earth element Eu-doped LiCaN new diluted magnetic semiconductor

刘明、肖竞争、周芊岍、杨彩艺、李越、丁守兵、毋志民

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重庆师范大学 物理与电子工程学院 光电功能材料重庆市重点实验室,重庆401331

第一性原理 Eu掺LiCaN 电子结构 光学性质

重庆市自然科学基金面上项目重庆市大学生创新创业训练计划项目

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2022

原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子:0.296
ISSN:1000-0364
年,卷(期):2022.39(1)
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