铁磁性过渡离子掺杂对纤锌矿相硫化锌电子结构的影响

通过第一性原理计算，优化了铁磁性过渡离子掺杂的纤锌矿相硫化锌fm0.125zn0.875s(fm=fe、co、ni)的几何结构，计算了其电子结构，分析了其半金属性及其微观机制。结果表明：对不同的铁磁性杂质离子，fm0.125zn0.875s在费米面处的自旋极化率均为-100%,具有半金属性,是潜在的优质自旋注入材料。fm0.125zn0.875s具有较宽的自旋带隙，从而具有较高的居里温度和广泛的应用前景。fe0.125zn0.875s、co0.125zn0.875s和ni0.125zn0.875s的2×2×1超胞的磁矩分别为3.96μb、2.90μb和2.00μb，主要来自于铁磁性过渡离子fe、co和ni离子。这3种离子的电子结构分别为eg2↑eg1↓t2g3↑，eg2↑eg2↓t2g3↑和eg2↑eg2↓t2g3↑t2g1↓。