H掺杂α-Fe2O3的第一性原理研究

作     者：石瑜 白洋 莫丽玢 向青云 黄亚丽 曹江利 Shi Yu;Bai Yang;Mo Li-Bin;Xiang Qing-Yun;Huang Ya-Li;Cao Jiang-Li

作者机构：北京科技大学新材料技术研究院北京100083 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第11期

页      面：324-329页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：中央高校基本科研经费专项资金(批准号:FRF-SD-12-027A,FRF-TP-13-047) 新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-12-0778) 科技部创新方法工作专项项目(批准号:2012IM030500)资助的课题~~ 

主　　题：第一性原理 α-Fe2O3 间隙H掺杂 态密度 

摘      要：α-Fe2O3是一种重要的磁性半导体材料,在电子器件中应用广泛,具有重要的研究意义.本文基于密度泛函理论,采用GGA+U方法,应用第一性原理对间隙H掺杂前后的六方相α-Fe2O3的晶格常数、态密度、Bader电荷分布进行了计算分析.研究了U值对结果的影响,发现U=6 eV时,体相α-Fe2O3的晶胞平衡体积、Fe原子磁矩、带隙值与实验值最符合.在选取合适U值后,第一性原理计算结果表明,H掺杂后,间隙H部分被氧化,其最近邻的Fe和O部分被还原,H和O有一定程度的成键.在费米面附近,出现了新的杂化能级,杂化能级扩展了价带顶的宽度,同时导带底下移,引起带隙减小,表明H掺杂是一种有效的能带结构调控方法.