SnO2基稀磁半导体的磁性起源及其机理研究

同时利用电子的电荷和自旋属性制作的自旋电子学器件在当今的信息社会具有广阔的应用前景，揭示其磁性来源并寻找具有室温铁磁性的新型半导体材料就成为研究热点。本项目拟通过第一性原理和平均场理论相结合的研究方法，探索SnO2基稀磁半导体的磁性起源及其居里温度的调控机理。（1）通过构建各种研究模型，以具有不同微结构的SnO2基半导体的电子结构﹑电子密度分布及其电荷转移量为重点，分析离子掺杂﹑载流子类型和浓度﹑缺陷态以及表面缺陷等微结构变化对半导体磁特性的影响，从原子层次上揭示磁性起源。（2）建立原子团模型，研究磁性杂质原子团产生的条件，及其结构与尺寸大小对材料宏观磁特性的影响，判断不同的磁性来源。（3）根据平均场理论构建哈密顿能量模型，研究载流子类型和浓度对掺杂金属离子之间交换耦合作用的影响，建立居里温度的调控机理模型，为材料的实验制备提供技术参数。本项目具有科学意义和实际应用价值。