元素掺杂WS₂与SnO磁电子性质的第一性原理计算研究

【摘要】 随着摩尔定律的逐渐失效,发展可替代的高速、低功耗信息技术迫在眉睫。自旋电子器件是其中最具前景的技术。本文采用第一性原理计算方法,对具有潜在自旋电子特性的二维（2D）材料（WS₂与SnO单层）开展磁电子学方面的研究,系统揭示了元素掺杂对体系电子结构及磁性的作用机制。研究发现,未经掺杂的单层WS₂、SnO是带隙为1.96 eV、2.81 eV的非磁性绝缘体。当掺入Co、Ni时,WS₂会产生自旋极化,分别产生3.00μ_B、3.99μ_B的磁矩;且掺杂原子的d轨道与W原子的d轨道、S原子的p轨道在E_F附近产生的杂化相互作用是磁矩的主要来源。掺入B也会导致SnO产生自旋劈裂,结果表明B、Sn以及O原子的p轨道也在E_F附近产生了杂化相互作用,产生1.00μ_B的局域磁矩;此外,施加应变会影响自旋极化。更多还原