N单掺杂和(LiN)掺杂的ZnO的电子结构和磁性

使用基于密度泛函理论的第一性原理计算,我们系统地研究了ZnO中N单掺杂和(Li,N)共掺杂的电子结构和磁性能。 结果表明,ZnO中N的单掺杂有利于自旋极化态,每个超级电池的磁矩为0.95 mu(B),磁矩主要来自N和0原子的不成对2p电子。 另外,发现ZnO中的N的单掺杂是弱的铁磁体,并且是自旋极化的0原子介导两个N原子之间的铁磁交换相互作用。 有趣的是,通过在阳离子位点(Li(Zn))上进行Li取代掺杂,可以显着提高铁磁稳定性,并且可以明显降低缺陷系统的形成能。 因此,我们认为铁磁稳定性的增强应归因于辅助空穴和Li(Zn)掺杂引起的较低的形成能。