作者：李瑞杰; 杨吟野; 岑伟富; 吕林; 谢泉fe2si体系al掺杂电子结构磁学特性第一性原理
摘要：采用第一性原理的贋势平面波方法,计算了无掺杂和Al掺杂Fe2Si体系的电子结构和磁学特性,并分析了Al掺杂对Fe2Si体系电磁特性的影响。计算结果表明,未掺杂和Al掺杂Fe2Si体系为半金属铁磁体,自旋向上的能带结构穿过费米面表现为金属特性,未掺杂Fe2Si体系自旋向下的能带表现为间接带隙半导体特性,带隙值为0.464eV;Al掺杂Fe2Si体系自旋向下的能带表现为Z间的直接带隙半导体特性,带隙值为0.541eV。Al掺杂使各原子磁矩和Fe2Si体系的总磁矩均减小,体系的带隙值增加,相应的半金属隙也增加,并且使得体系自旋向下部分由间接带隙变为直接带隙半导体。Fe2Si体系的半金属性和磁性主要来源于Fe-3d电子之间的d-d交换,Si-3p电子与Fe-3d电子之间的p-d杂化。综上所述,掺杂是调控半金属铁磁体Fe2Si电磁特性的有效手段。
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