【其他论文】过渡金属掺杂 β-Ga₂O₃ 的电子结构和磁性能的第一性原理研究

        由吉林建筑大学的研究团队在学术期刊人工晶体学报发布了一篇名为First-Principles Study on the Electronic Structure and Magnetic Properties of Transition Metal-Doped β-Ga₂O₃（过渡金属掺杂β-Ga₂O₃的电子结构和磁性能的第一性原理研究）的文章。

摘要

        本文采用第一性原理计算方法系统地研究了 Ga 空位和 3d 过渡金属元素 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni 和 Cu 掺杂对 β-Ga₂O₃ 的几何结构、电子结构、稳定性及磁学性质的影响。计算结果表明，Ga 空位和掺杂原子都使 β-Ga₂O₃ 的几何结构产生了不同程度的局部畸变，但没有破坏 β-Ga₂O₃ 自身结构的整体对称性。形成能计算结果表明，含 Ga 空位或掺杂原子的 β-Ga₂O₃ 体系均是稳定的，并且在富 O 环境下更容易形成。更重要的，含 Ga 空位及 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni和 Cu 掺杂的 β-Ga₂O₃ 体系基态是磁性的，其磁矩分别为 2.51、0.67、0.12、3.00、2.05、1.00、1.00、1.92 μ_B。通过分析可知含 Ga 空位及 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni 和 Cu 掺杂的 β-Ga₂O₃ 体系的磁矩分布与空位或掺杂原子和近邻的氧原子杂化有关，其中过渡金属元素掺杂的 β-Ga₂O₃ 体系中的磁矩主要来源于 3d 过渡金属掺杂原子的贡献。 

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jece.2026.121589