氧缺陷对Ti掺杂的CoO的磁性与电子结构的影响第一性原理计算.pdf

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1、中图分类号论文编号ＴＭ２７１＋６００如－％．１１６００学科分类号５ｉａＷ２０密级＊义乂净ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ？■？套硕±学位论义杰ｉａｓｌｉＳｉｉｉ曲Ｍ氧缺陷对Ｔｉ惨杂的ＣｏＯ的撼性与一电子结构的影响：第性原理计算ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＯＤｅｆｅｃｔｓｏｎＴｈｅＭａｎｅｔｉｓｍ一ｇ－ａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｔｍｃｔｕｒｅｏｆＴｉｃ＿ｄｏｐｅ＿＿＾＾＾！！麵－血＾＿＿＿电子科学与技术ｂＩ路因巧国微巧学与酣巧学Ｈ■圧

2、取ｅａｉ周激ＨＨ誦ｉｄ王晓招教授天津理工大学研究生院二〇—六年一月独名Ｊ特若巧本人声明所呈交的学位论义是本人在导师指导下进行的研究工作和取：轉的研究成果，除了文中特别加１＾标注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得天津理工大学或一同工作的同志对本研其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学住备丈作者签签李日期：心／／年《月＾日学佐冷丈敕权使用援权书＾本学位论文作天者完全了解天津理工大学有关保留、使用学位论文的规定

3、。特授权理工大学可处傳学位论文的全部或部分内容编入进津有关数据库借行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，从供查阅和阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子件。文（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位弁丈作者签导呵签《：签李巧期；＞＾月日签李日典Ｉ；＞月多年方／年３６＾＾＾分类号：510.3020密级：天津理工大学研究生学位论文氧缺陷对Ti掺杂的CoO的磁性与电子结构的影响:第一性原理计算（申请硕士学位）学科专业：微电子学与固体电子学研究方向：半导体薄膜材料与器件作者姓名：周激指导教师：王晓姹2016年

4、1月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeEffectsofODefectsonTheMagnetismandElectronicStructureofTi-dopedCoO:AFirst-PrinciplePredictionByJiZhouSupervisorXiaochaWang2016.01摘要本文通过第一性原理计算研究了含有O空位的CoTiO系统的电子结构和磁性质。纯净的CoO是一种反铁磁性半导体，而Co原子在理论上拥有较大的磁矩，因此，我们在之前的研究中尝试

5、通过掺杂Ti来打破CoO的反铁磁序列，从而获得新型的稀磁半导体。我们的理论研究表明，9-11号位Ti掺杂的CoO则显半金属性，其导电性大大增强，且系统总体具有磁矩，是一种有潜力的稀磁半导体。由于CoTiO薄膜生长的过程中会出现O空位，因此我们进一步研究了O空位对系统的影响。在对含有单个O空位的CoTiO系统的研究中我们发现，Ti原子附近的O空位通过电子转移对系统性质产生了较大的影响。当O空位出现在6号位和9号位时，Ti原子的磁矩变得非常小，同时系统变成了一个磁性半导体。当O空位出现在1号位时，Ti原子的磁矩略小于不含缺陷的CoTiO系统，但系统总体显金属性，其导

6、电性大大增强。当O空位出现在2号位时，系统保持了其半金属特性。同时在对距离Ti原子较远的O空位的研究中发现，O空位出现在5号位时，系统显金属性，O空位出现在13号位和14号位时，系统保持了半金属性。而在对含有两个O空位的CoTiO系统的研究中我们发现，O空位对系统的电子结构和磁性质产生了巨大的影响。当O空位出现在1-3号位的时候，系统保持了半金属特性。当O空位出现在6-8号位时，虽然系统整体显半金属性，但通过改变外界条件，能较容易的达成100%的自旋极化。而含有9-11号O空位的系统则是一种典型的自旋无带隙半导体。关键词：第一性原理计算电子结构磁性半金属性Abs

7、tractTheelectronicstructureandmagnetisminCoTiOsystemswithOdefectsareinvestigatedbyusingthefirst-principlescalculation.ThepureCoOisanantiferromagneticsemiconductor.ThesystemofTidopedat9and11positionshowahalf-metalliccharacter.ThecharactersofsystemsthattheOdefectbehindTihaveagreateffec

8、tontheTimagn