非局域電子態誘導磁性的內在機理研究

《非局域電子態誘導磁性的內在機理研究》是依託南京理工大學，由鄧開明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非局域電子態誘導磁性的內在機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄧開明
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

在不包含未占滿d/f軌道電子的半導體和絕緣體材料中,實驗發現的室溫磁性吸引了凝聚態物理學界廣泛關注。為解釋其機理，理論研究預言陽離子缺陷誘導部分占據2p局域化軌道是這種新型磁性的物理起源。但是，樣品中占主導地位的是陰離子缺陷,它會淬滅氧離子缺陷誘導的局域化 2p 軌道。因此，理論提出的磁性來源與實驗觀察到的磁性有顯著差異，有必要對實驗觀察到的磁性機理做進一步探討。本項目擬採用密度泛函理論方法，研究在不包含未占滿d/f軌道電子的半導體和絕緣體中，陰離子缺陷是否可能是磁性的來源，及其形成磁性的內在物理機制。探討陰離子缺陷產生的非局域電子態轉變為局域磁矩的可能性，揭示對非局域電子態進行調控的內在機制。在此基礎上，研究非局域電子態形成局域磁矩間的自旋相互作用，探討形成巨觀磁性的可能性和發展方向，得到一般物理規律，為進一步的實驗研究提供理論依據和指導。

結題摘要

磁性材料一直是科研人員所關心的重要課題之一。本項目主要研究目標是探索非局域電子態實現磁性的機制，通過研究不同體系、不同性質的非局域電子態，分析其誘導磁性的可行性，討論其潛在的物理圖像。在項目的資助下，基於第一性原理的密度泛函理論計算，開展了下面幾個方面的研究：(1) 非局域電子在半導體中誘導磁性的機制及磁性強度研究；(2) 半導體中邊界非局域電子態的研究；(3) 層狀半導體中非局域電子態的研究。通過相關研究，項目在非局域電子態的研究中取得了一定成果，釐清了非局域電子態和磁性的關聯，掌握了磁性誘導的機制。此外，在項目對非局域電子態的研究中，也掌握了非局域電子態對拓撲性質、遷移率等其它性質的影響機制，為進一步發展非局域電子態的研究提供了足夠的理論依據。相關研究成果已經在Nano Letter, Phys Rev B, J Phys Chem Lett等國外SCI期刊發表論文16篇。目前仍有多篇受資助論文在國際SCI期刊審稿。