Gd掺杂ZnO纳米线磁耦合性质的第一性原理研究

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了钆(Gd)掺杂氧化锌(ZnO)纳米线的磁耦合特性.讨论了两个Gd原子替换ZnO纳米线中不同位置Zn原子的各种可能情况.计算发现,ZnO中掺杂的Gd原子处于相邻的位置时它们之间的相互作用是铁磁性的,并且体系的铁磁性可以通过注入合适数目的电子来得到加强.同时发现Gd掺杂ZnO纳米线后s-f耦合作用变得显著,使得体系的铁磁性变得更加稳定,这也是Gd掺杂ZnO纳米线呈现铁磁性的原因.这些结果为实验上发现的Gd掺杂ZnO纳米线呈铁磁性提供了理论依据.