摘要：过渡金属掺杂AlN和Beo纳米管的第一性原理研究

1988年在(Fe/Cr)多层膜中巨磁电阻效力的创造和1995年在铁磁性地道结资料中室温高隧穿电阻效力的创造，惹起了科知识界普遍的爱好与关心，赶快兴盛变成环绕电子自旋遏制的崭新接洽范围——自旋电子学。自旋电子学同声运用电子的自旋和电荷属性，与保守的半半导体器件比拟，具备能量耗费小、集成密度大、消息不易丧失而且能普及数据处置速率等便宜，自旋电子学器件的运用将为电子业带来革新性的变革。探求自旋注入功效高的新式资料是实行自旋电子学器件运用的要害基础。暂时对自旋流注入资料的接洽重要会合在稀磁半半导体和半非金属铁磁体两种资料上。而AlN和BeO纳米管具备较宽的带隙，经过掺杂过度非金属不妨获得高自旋极化率(100%)的半非金属资料，所以，AlN和BeO基半非金属在自旋电子学范围具备要害的运用价格。本文华用鉴于密度泛函表面(DFT)的第一性道理本领，计划过度非金属(V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni和Cu)代替式掺杂扶手椅型(5,5)和锯条型(8,0)AlN和BeO纳米管的优化构造、态密度、电子构造、电荷密度和磁矩等本质，获得的重要截止如次：(1) 咱们对过度非金属掺杂(5,5)和(8,0)AlN纳米管作了体例的接洽。优化构造表白，与纯AlN纳米管比拟，用3d过度非金属杂质掺杂后的AlN纳米管，在过度非金属杂质范围展示结束构变形，Al离子和N离子之间爆发了褶皱局面。对磁矩的计划和领会表白，V-，Cr-和Mn-掺杂AlN纳米管的磁矩顺序增大，Fe-掺杂AlN纳米管的磁矩到达最大，Co-，Ni-和Cu-掺杂AlN纳米管的磁矩顺序减小。磁矩稍小于宏德定章猜测的掺杂过度非金属离子的磁矩，主假如由于过度非金属迩来邻的N亚原子和次隔壁的Al亚原子的P轨迹与过度非金属的d轨迹之间的强杂化。总DOS的领会表白，V-和Ni-掺杂(5,5)和(8,0)AlN纳米管是半非金属，具备100%的自旋极化，是制备自旋极化资料的最好备选资料。(2) 咱们对过度非金属掺杂(5,5)和(8,0) BeO纳米管作了体例的接洽。优化构造表白，过度非金属在掺杂后的BeO纳米管的过度非金属范围惹起结束构变形。总态密度的领会表白，Ni掺杂(5,5)BeO纳米管后，费米能级邻近爆发了杂质能级，然而杂质能级自旋进取和自旋向下态密度对称，表白Ni掺杂(5,5)BeO纳米管后体制没有爆发磁性。除去Ni掺杂(5,5)BeO纳米管除外，其它一切用3d过度非金属掺杂的(5,5)和(8,0)BeO纳米管在费米能级邻近都爆发了不对称的自旋进取和自旋向下态密度。表白过度非金属掺杂此后体制有磁性而且磁性根源于过度非金属离子。磁矩稍小于宏德定章猜测的掺杂过度非金属离子的磁矩主假如由于过度非金属迩来邻的O亚原子的2p态和Be亚原子的2p态与过度非金属的3d态之间有强杂化。有价格的是V-，Co-掺杂(5,5)BeO纳米管和V-，Co-和Ni-掺杂(8,0)BeO纳米管是半非金属，具备100%的自旋极化，是制备自旋极化资料的最好备选资料。

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