作者：廖杨芳; 谢泉; 肖清泉; 项飞羽; 杨真mg2sico掺杂态密度磁性光学性质第一性原理
摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法研究了本征Mg2Si及钴(Co)掺杂Mg2Si体系的晶体结构、自旋态密度、磁性和光学性质。结果表明,Co替Mg(CoMg)缺陷的形成能为负,可以形成稳定的缺陷。从自旋态密度可以看出,本征Mg2Si为无磁性半导体;向Mg2Si体系掺入Co后,体系的磁矩由于Co-3d态和Si-3p态杂化(pd杂化)诱导产生,且体系呈明显的半金属特性。超胞中Co的磁矩为0.53μB。从吸收光谱可以看出,Co掺杂Mg2Si的主吸收峰强度略小于本征Mg2Si,但吸收跨度则明显大于本征Mg2Si。本征Mg2Si对于能量小于1.55eV(对应波长为800nm)的光子几乎不吸收,而掺杂体系还存在着较大的吸收,说明Co元素的掺杂显著地改善了Mg2Si对低能(红外)光子的吸收。计算结果为Mg2Si基自旋电子器件和光电子器件的设计和应用提供了理论依据。
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