稀土元素掺杂的GaN稀磁半导体的第一性原理研究

在Gd掺杂的GaN稀磁薄膜中，观察到了超大磁矩，这引起了人们对稀土元素掺杂的GaN材料的关注。同时，用第一性原理方法研究f电子材料的电子结构一直是一个挑战。本项目中，在我们对Gd掺杂GaN的研究基础上，进一步采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法（FP-LAPW和VASP-PAW），系统地研究稀土元素La，Ce、Sm、Eu、Tb和Er掺杂的GaN半导体。研究此系列体系的电子结构、磁性和光学性质；观察磁结构的变化，分析超巨大磁矩产生的可能性和机理，并进一步探讨f电子的理论研究方法。从应用角度而言，对稀土元素掺杂的GaN稀磁半导体材料的研究，将为制备光电子和自旋电子器件打下坚实的理论基础。