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Cd0.9375Co0.0625X（X＝S、Se、Te）电子结构的第一性原理研究及其在磁性、光学和热电器件中的应用

DOI：10.1016/j.mseb.2018.12.006 期刊：Materials Science and Engineering: B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本文研究了Co掺杂（xCo = 6.25%）CdS/Se/Te稀磁半导体的结构与电子特性，以理解其光学和热电特性。通过广义梯度近似（GGA）和修正的Becke-Johnson（mBJ）泛函计算电子性质并进行对比，以确定合适的电子参数。稳定的铁磁态被证实源于p-d杂化作用，该作用导致间隙位和非磁性位点产生磁矩。计算得出的直接带隙及交换常数（N0α和N0β）分别表明其在光电器件和自旋电子器件中的应用潜力。所研究化合物在可见-紫外能量范围内工作。热电响应随温度升高而改善，但Co掺杂会使其性能下降。这些化合物展现的多项重要物理特性，证明其在自旋电子、光电子和热电等技术领域具有重要应用价值。
作者： M. Hassan，N. Akhtar，Q. Mahmood，A. Laref
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究钴掺杂的CdS、CdSe和CdTe稀磁半导体的结构、电子、光学及热电性质，以探索其在自旋电子学、光电子学和热电器件中的潜在应用。

研究成果

共掺杂的CdS、CdSe和CdTe化合物由于Co 3d态与基质晶格态的杂化交换分裂而表现出铁磁性半导体特性。它们适用于可见-紫外范围的光学器件，并在自旋电子学和热电应用方面显示出潜力，尽管Co掺杂会降低热电性能，仍需进一步优化。

研究不足

该研究为理论和计算性质，依赖于可能无法完全反映实验现实的DFT近似方法。钴掺杂会降低热电性能，表明需要优化生长工艺和缺陷工程以提高载流子浓度。

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