VSb塊材、表面及界面性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電子元件都是利用了電子的電荷作為信息載體，卻忽略了電子的另外一個(gè)重要的性質(zhì)——自旋?；谧孕龑傩缘淖孕娮悠骷ㄈ缱孕y、自旋場效應(yīng)晶體管等）的實(shí)現(xiàn)需要具有高自旋極化率的材料注入到半導(dǎo)體中。半金屬鐵磁體是有完全的（100％）自旋極化率和較高的居里溫度，是最佳的自旋極化注入源。但在實(shí)際的自旋電子學(xué)器件中，半金屬材料的存在形式大都是具有一定厚度的薄膜，換句話說，在自旋電子學(xué)器件中真正使用的是半金屬薄膜。因此，研究半金屬鐵磁體的表面性質(zhì)

2、及界面性質(zhì)是非常重要的。
　　 本文主要利用基于密度泛函理論的材料模擬軟件Wien2k和CASTEP對閃鋅礦結(jié)構(gòu)的半金屬鐵磁體VSb的塊材、（001）表面和VSb（001）/GaSb(001)界面的電子結(jié)構(gòu)和磁性進(jìn)行計(jì)算。
　　 計(jì)算結(jié)果顯示VSb自旋向上的電子的能帶是金屬性的，而自旋向下電子的能帶在費(fèi)米面附近有一個(gè)明顯的能隙——1.30eV，從而得知VSb具有半金屬鐵磁性，具有100％的自旋極化率，并且還得到一個(gè)VSb

3、分子的磁矩是 2。對閃鋅礦結(jié)構(gòu)VSb（001）表面的計(jì)算表明，由于表面態(tài)的存在，以Sb為端面的VSb（001）表面失去了半金屬性；而以V為端面的VSb（001）表面保持了塊材的半金屬性，并且表面層、次表面層和第三層上的原子的態(tài)密度與塊材的都很相似，另外，我們還發(fā)現(xiàn)從第四層向下原子的磁矩與塊材的大體相等，而上三層原子的磁矩都發(fā)生了改變，比如表面層的V磁矩為2.87，比塊材大了0.83。
　　 另外，我們還對VSb（001）/GaS