【摘 要】
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二维(2D)材料由于独特的晶格结构、高载流子迁移率和良好的机械性能等优点,受到人们的广泛关注。然而,一些电子结构和物理性质的缺点限制它们在电子学器件中的实际应用。因此,探索其它具有理想物理性能的2D材料是十分必要的。二维单层SnO具有良好的抗氧化性和双极导电特性,引起人们的广泛关注。因此,本文基于密度泛函理论,研究单层SnO及异质结构的电子结构和磁性。首先,通过密度泛函理论计算了第四周期的过渡金属
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二维(2D)材料由于独特的晶格结构、高载流子迁移率和良好的机械性能等优点,受到人们的广泛关注。然而,一些电子结构和物理性质的缺点限制它们在电子学器件中的实际应用。因此,探索其它具有理想物理性能的2D材料是十分必要的。二维单层SnO具有良好的抗氧化性和双极导电特性,引起人们的广泛关注。因此,本文基于密度泛函理论,研究单层SnO及异质结构的电子结构和磁性。首先,通过密度泛函理论计算了第四周期的过渡金属(TM)原子吸附单层SnO材料的电子结构和磁性。Bader电荷分析表明,当Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe和Zn吸附单层SnO时,单层SnO表现为n型掺杂。Co、Ni和Cu吸附引起p型掺杂。Fe、Co和Ni原子吸附单层SnO表现出垂直磁各向异性(PMA),Ti、V、Cr和Mn原子吸附单层SnO表现出平面内磁各向异性(IMA)。其次,通过密度泛函理论计算了不同双轴应力和层间距离对SnO/Cr N范德华异质结构的电子结构和磁性的影响。随着拉伸应力的增大,单层SnO的费米能级下移,出现p型掺杂。施加压缩应力时,单层SnO的费米能级上移,出现n型掺杂。当平面内双轴应力由压缩变为拉伸时,二维SnO/Cr N范德华异质结构中单层Cr N的PMA增大。最后,通过密度泛函理论计算了SnO/Fe4N异质结构的电子结构和磁各向异性。叠加方式可以影响异质结构的PMA,最大值达到2.34 m J/m2。当拉伸应力为2%时,Fe4N的第五原子层的MAE由PMA转变为IMA。此外,在-4%和-6%的压缩应力下,Fe4N的第四、第五和第七原子层由PMA转变为IMA。
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