基于第一性原理的mn-aln和cr-aln的半金属性质

基于密度泛函理论(dft)的第一性原理方法,在广义梯度近似(gga)下研究了纤锌矿mn-aln和cr-aln的能带结构、态密度与磁学等性质.结果表明,mn-aln和cr-aln的半金属能隙都随着杂质浓度的增大而减小.原因可能是随着mn/cr掺杂浓度的增大,杂质原子间相互作用增强,mn/cr3d与n2p杂化减弱,使得自旋交换劈裂变小,从而半金属能隙变窄.在同等掺杂浓度下,mn-aln比cr-aln的半金属能隙大.这是因为mn3d态能级比cr3d态能级低,mn3d与n2p杂化更强,导致自旋交换劈裂更大,自旋向下子带的导带底相对远离费米能级,因此mn-aln的半金属能隙较大.