单轴压力下ZnO及Cu掺杂ZnO稀磁半导体的第一性原理研究的中期报告.docx

单轴压力下ZnO及Cu掺杂ZnO稀磁半导体的第一性原理研究的中期报告 本研究利用第一性原理计算方法对单轴压力下ZnO及Cu掺杂ZnO稀磁半导体的结构和性质进行了研究。具体工作进展如下： 1. 系统搭建：利用VASP软件构建了ZnO和Cu掺杂ZnO的初始结构，并进行了杂质位置的优化。 2. 结构稳定性分析：对于ZnO和Cu掺杂ZnO杂质位置进行优化后，采用基于能量的方法分析了不同压力下的结构稳定性。结果表明，在较低压力下，ZnO和Cu掺杂ZnO分别从初始的纤锌矿结构转变为层状结构，随着压力的增加，Cu掺杂ZnO更倾向于形成三方相，而ZnO保持层状结构。 3. 电子结构计算：对ZnO和Cu掺杂ZnO的电子结构进行了计算，并得到了其能带结构和密度分布图。结果显示，对于纯ZnO材料，压力对其导带和价带的贡献非常小，而对于Cu掺杂ZnO材料，在一定范围的压力下，Cu离子的d轨道会交叉处理导带和价带，因此可形成磁性。 4. 磁性计算：通过计算Cu掺杂ZnO在不同压力下的磁矩，发现在特定的压力下该材料会表现出较高的磁性。同时，对于不同的Cu掺杂浓度也进行了磁性计算，结果表明当Cu掺杂浓度达到一定值时，Cu掺杂ZnO会表现出室温下的铁磁性。 未来，我们会进一步完善计算方法和结果分析，探索该材料的特性及其在磁存储器等领域的应用。