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不同掺杂比例的Mo掺杂和Zn空位对ZnO磁光性能的影响( Effect of different doping ratios of Mo doping and Zn vacancy on magneto-optical properties of ZnO )
S Sha Q Hou Y Liu Z Xu
Mo掺杂和Zn空位中ZnO磁性的来源还不完全清楚。基于自旋密度泛函理论，采用广义梯度近似平面波超声赝势方法来解决这一问题。利用第一性原理计算了Mo掺杂和Zn空位共存的ZnO中的结构稳定性和磁光性质。掺杂体系的禁带宽度比纯ZnO窄，吸收光谱在380-600nm可见光范围内出现红移。Zn34MoO36的吸收光谱强度最强，红移现象最显著，电子和空穴最容易分离，光催化活性最强。这些特性有利于新型光催化剂的设计和制备。当Mo-Zn空位比为2：2时，Zn32Mo2O36具有最强的磁性能，电子自旋极化率为100%，有利于稀磁半导体的设计和制备。Zn32Mo2O36具有室温铁磁性，Zn32Mo2O36的磁性来源于Zn空位产生的空穴。Zn空位附近的O-2p轨道上的非配对巡回电子与Mo-4d轨道上的电子自旋极化在空穴为介质时发生了双交换作用。这与平均场近似和双交换机制理论是一致的。
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