ZnO本征点缺陷的磁性本科论文答辩.ppt

1.论文的章节内容简介 2.ZnO的简介 3.纤锌矿晶体结构及相关参数 4.ZnO本征点缺陷 6.计算过程、思路及步骤 1、首先绘制出各种缺陷的模型图。 2、分别计算各种缺陷的自旋极化所引发的磁矩。 3、若有磁矩的情况下，计算各种缺陷下自旋极化能。 4、若是稳定态，在计算相邻两个点缺点的磁性耦合。 7.Zn空位（VZn）电子结构与磁性 8.计算锌空位的磁矩的大小，是否稳定 9.分析锌空位磁矩的来源 10.研究两个邻近的锌空位的耦合 　　为研究Zn空位间的磁耦合，我们扩大了晶体体系，并计算在铁磁耦合与反铁磁耦合两种有序状态下的能量，比较两者的能量，可知体系所处的磁耦合态。若两者的能量差别很小，说明体系处于顺磁态。理论计算表明，铁磁耦合具有65.4meV的能量优势，因而，Zn空位间的磁耦合是铁磁的。较大的能量优势说明在非掺杂的ZnO中的室温铁磁性的来源为Zn空位间的耦合。 11.论文研究结论 Company Logo LOGO Company Logo 学院：物理电气信息学院 指导教师： 论文题目：ZnO本征点缺陷的磁性 　　（第一性原理研究） 班级： 学生： 学号： 第一章:绪论 1 第二章 ：计算方法和计算软件简介 2 第三章 ：本征点缺陷对 ZnO 磁性的影响 3 第四章 总结和展望 4 优点 基本性能 晶体结构 应用 ZnO简介 直接宽带半导体 带隙和激子束缚能较大 液晶显示器 激光传真通讯 计算机的静电记录 发光二极管 信息存储，微电子等 六方纤锌矿结构 立方闪锌矿结构 八面体结构盐岩 制备方法简单多样 原料丰富廉价 有优异的发光性能 　如右图所示ZnO 2x2x2 纤锌矿理想晶胞结构，本文中ZnO的晶格常数：a=b=3.24927?，c=5.20544?。以及内坐标为：U=1.992/5.20544=0.38267。 无论是天然的还是人工合成的晶体，都不是理想完整的晶体。当然ZnO也不例外。他们的许多性质它们的许多性质往往并不取决于原子的规则排列，而是取决于不规则排列的晶体缺陷 反位氧 锌空位 氧空位 反位锌 氧填隙 锌填隙 Zn0本征点 缺陷 谁能引 发磁性？ 5.计算方法和计算软件简介 计算方法 量子力学第一性原理计算是只采用5个基本物理常数:me，e，h，c，Kb，而不依赖任何经验参数即可合理预测微观体系的状态和性质. 计算软件 本论文的理论计算工作采用的是Material Studio 中的CASTEP 量子力学模块模拟计算的。 下面以锌空位为例介绍计算过程 Zn空位结构模型图 包含一个Zn空位总的电子自旋密度图 计算表明其自旋极化磁矩的大小为：2.0ub 锌空位的自旋极化能为：-236.2meV 一个Zn空位体系的空间电子自旋密度分布图 自旋极化磁矩 ub 自旋极化能 meV 氧空位 0.471260E-02 ------- 锌空位 2.13099 -236.2 氧填隙 0.808657 531.4 锌填隙 0.219098E-02 ------- 反位氧 0.474204E-03 ------- 反位锌 0.328733E-02 ------- 由此得出，只有氧填隙和锌空位能引起磁性，但是氧填隙的磁性是非自发的，对磁性没贡献。锌填隙的磁性是基态的稳定的，对磁性有贡献。进一步研究表明，磁性的主要来源是锌空位附近的氧原子的电子自旋引起的。而且是铁磁耦合。所以，我们认为，非掺杂的ZnO的本征点缺陷中，VZn能引起磁性，是ZnO体系中的室温铁磁性的来源。 大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的指导老师***老师，感谢各位评委老师的指导和意见。 由于知识和能力有限，论述过程中还存在很多的问题，请答辩老师提出宝贵的意见，谢谢！ 致 谢 Company Logo LOGO Company Logo