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因为MnTe和CrTe均为过渡族磁性金属材料,晶格结构极为相似,且其居里温度在室温附近,所以化合物Mn1-xCrxTe的实用价值极高。在自旋电子学中的巨磁电阻效应和隧穿磁电阻效应等理论基础的指导下,实验中已经制备出Mn1-xCrxTe磁性金属薄膜,可以用来组建自旋阀、磁头等量子元件,应用到磁性存储设备和光电设备中,有非易失性、高速、低能耗、集成度高、色彩鲜艳等优势。 以密度泛函理论为基础,运用MaterailsStudio6.0程序中的CASTEP软件包,对Mn1-xCrxTe化合物进行模拟。对于NiAs型化合物,在MnTe13135超胞几何优化后的基础上,分别计算了x=0,0.1,0.2,0.3时的铁磁性和反铁磁性超胞的能带和态密度;并且计算了x=0.1时缺位的铁磁性和反铁磁性Mn1-x□xTe的能带和态密度。对于Zinc-Blend型化合物,在MnTe13132超胞的基础上,计算了x=0,0.125,0.25时铁磁性和反铁磁性的能带结构和态密度;并计算了x=0.125是缺位的铁磁性和反铁磁性Mn1-x□xTe的能带和态密度。 通过分析计算数据和图像,得出以下结论:在NiAs型化合物的掺杂过程中,Cr原子的d态电子与Mn原子的p态电子杂化,价带部分向下自旋的态密度与x轴围成的面积与向上自旋的态密度围成的面积的差值逐渐由正变为负,造成磁性由反铁磁性到铁磁性的改变。基底MnTe为反铁磁性半金属。当x=0.2时,铁磁性能量较低,自旋向上没有导带,Mn0.8Cr0.2Te材料为半导体。当x=0.3时,铁磁性更加稳定,自旋能带继续反向移动,Mn0.7Cr0.3Te又移动成为半金属。缺位的Mn0.9□0.1Te是间接能隙窄带半导体。在整个体系中,d态电子十分局域,造成了Mn1-xCrxTe化合物可能是半金属,也可能是半导体,这取决于x值。 ZB型Mn1-xCrxTe的杂化方式也是p-d杂化。当x=0.125时,Mn0.875Cr0.125Te为反铁磁性半金属;当x=0.25时,Mn0.75Cr0.25Te为铁磁性半金属。缺位的Mn0.875□0.125Te为反铁磁性半金属,由于Mn原子缺位的原因,导致导带带宽变大。另外,体系中所有半金属的态密度在费米面处的值都接近于0,与半导体相似,说明此体系较为稳定。